ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА ЗОНЫ ЭФФЕКТИВНОГО ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ТОРПЕДИРОВАНИИ КАРНАЛЛИТОВОГО ПЛАСТА

  • Е.А. НЕСТЕРОВ Горный институт УрО РАН
  • В.М. МАЛЬЦЕВ Горный институт УрО РАН

Аннотация

В условиях Верхнекамского месторождения калийных солей из всех действующих рудников добыча карналлитовой породы осуществляется только на СКРУ-1. Карналлит нашел свое применение в различных производственных областях: строительстве, автомобилестроении, авиации, нефтяной и химической промышленности. Разработка сильвинитовых и карналлитовых пород осложняется различными видами газодинамических явлений, последствия которых приводят к значительным материальным ущербам предприятию, нарушению ритмичности работы, а также могут исчисляться человеческими жизнями.[1] Основная доля газодинамических явления при разработке карналлитового пласта В происходит из верхнего 6 слоя, который является самым выбросоопасным. Средняя мощность пласта В составляет 8 м. Газоносность 3 3 карналлитовых пород по свободным газам может достигать 1,7 м /м . Добыча карналлитовой породы на протяжении нескольких десятков лет в условиях СКРУ-1 ПАО «Уралкалий» осуществляется с применением комбайновых комплексов. Для безопасной механизированной отработки карналлитового пласта В применяется торпедирование (профилактическая отработка) карналлитовых пород [2,3]. Под торпедированием карналлитового пласта понимается взрывание зарядов взрывчатого вещества в шпурах с целью образования в массиве области повышенной трещиноватости, обеспечивающей снижение горного давления в призабойной зоне пласта, его дегазацию и предотвращение выбросов соли и газа. Данный способ используется при комбайновой технологии отработки первого выемочного слоя пласта В , а также перед отработкой последнего выемочного слоя к пласта Вк при недостаточной мощности междупластия Б-В. В связи с тем, что на предприятии возникла необходимость применения другого взрывчатого вещества, необходимо проведение опытных работ по определению радиуса зоны эффективного трещинообразования при применении ВВ V класса Угленит Э-6. Методика определения радиуса зоны эффективного трещинообразования Rэф заключается в сравнении газопроницаемости карналлитовых пород до и после торпедирования [3]. Для определения газопроницаемости карналлита в массиве в левой стенке очистной камеры № 100 11 восточной панели рудника СКРУ-1 на глубину 3,0 м пробурены два параллельных шпура: рабочий и контрольный на расстоянии 25 см друг от друга. Шпуры герметизировались механическими герметизаторами на глубину не менее 1,5 м. К герметизатору рабочего шпура присоединялся манометр для определения давления газа в газовой камере. Газ под давлением 5-15 атм подавался в шпур по трубопроводу. К штуцеру герметизатора контрольного шпура присоединялся расходомер (DPI 740). После подачи в рабочий шпур газа при определенном давлении измерялся расход газа из контрольного шпура. Таких измерений проведено 3 при разном давлении в рабочем шпуре (рис. 1). В правой стенке очистной камеры № 100 на расстоянии 10 м друг от друга пробурены 3 торпедируемых шпура диаметром 42 мм глубиной 4 м, масса заряда 324 ----------------------- Page 325----------------------- Угленита Э-6 2,4 кг в каждом шпуре. По принятой методике на различном расстоянии от торпедируемого шпура бурились рабочий и контрольный шпуры. В рабочий шпур подавался газ под давлением, в контрольном шпуре определялся расход. Результаты исследований по определению радиуса зоны эффективного трещинообразования представлены в таблице 1. Рис. 1. Схема к определению коэффициента газопроницаемости Таблица 1 Результаты опытных измерений Давление Расстояние от Объемный Коэффициент сжатого воздуха торпедируемого расход газа, газопроницаемости, в рабочем 3 шпура, м 2 см /сек мДарси шпуре, кгс/см 1 2 3 4 в массиве до торпедирования -3 6,5 0,007226 5,308×10 -3 7,5 0,012750 6,993×10 -3 8,5 0,018370 7,813×10 1 2 3 4 после торпедирования 0,8 9 0,236274 89,498×10-3 -3 1,0 8,5 0,165085 70,212×10 -3 1,2 10 0,123581 37,827×10 -3 1,3 9,5 0,081153 27,554×10 -3 1,4 9,5 0,035031 11,894×10 -3 1,5 9,5 0,036205 12,293×10 -3 1,6 9,5 0,031435 10,673×10 -3 1,8 9 0,010735 4,066×10 325 ----------------------- Page 326----------------------- Таким образом, коэффициент газопроницаемости в массиве до торпедирования равен: K = (5,308+6,993+7,813)×10-3/3 = 6,705×10-3 мДарси (среднее значение). По результатам экспериментальных исследований согласно методике расчета, содержащейся в технологическом регламенте, определен радиус эффективного трещинообразования при использовании Угленита Э-6 в условиях отработки карналлитового пласта.

Литература

  1. Андрейко С.С. Газодинамические явления в калийных рудниках: методы прогнозирования и способы предотвращения: учеб. пособие. - Пермь: Изд-во. ПГТУ, 2007. - 208 с.
  2. Нестерова С.Ю. Технология дегазации выбросоопасных пород при механизированной выемке карналлита // Изв. вузов. Горн. журн. - 2008. - № 8. - С. 47-52.
  3. Технологический регламент механизированной отработки карналлитового пласта В на руднике СКРУ-1 ПАО «Уралкалий». - Пермь; Березники, 2016. - 48 с.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи