Выбросами называют внезапные вывалы угольного забоя и сопутствующих пород, сопровождаемые высвобождением большого количества энергии и газа. В условиях подземных выработок они представляют опасность, т.к. происходят неожиданно и могут стать причиной смерти или тяжелых травм из-за механических воздействий или удушья.

С 1979 года, только начав работу над этой проблемой в Квинсленде, на Боуэнской шахте № 2, директор «Sigra» неоднократно наблюдал выбросы в подземных угольных рудниках. На пользующейся дурной славой шахте «Leichhardt Colliery» произошло уже около 300 выбросов. Главный геолог компании «Sigra» также имеет подобный опыт, приходящийся на тот же период. Некоторые полезные уроки в те годы были извлечены и из опыта японской угольной промышленности, столкнувшейся с массой масштабных выбросов.

С момента основания компании в 1994 г. работа по выявлению подверженности выбросам и определению способов уменьшения вероятности их возникновения была продолжена. Эта деятельность велась не только на австралийских шахтах, но и в России, Китае и Казахстане.

«Sigra» разработала собственный метод определения угрозы выбросов. Он опирался на полученный международный опыт и был в некоторой степени расширен, поскольку применим к разным выбросам, от внезапного выделения одного только газа до вывала горных пород с небольшим газовыделением. Главный принцип заключается в определении энергии, которая может высвобождаться в момент выброса.

Метод «Sigra» учитывает высвобождение следующих видов энергии:

  • энергия упругой деформации из-за разрыва угольного пласта;
  • энергия упругой деформации, привносимая окружающими пластами;
  • адиабатное расширение свободного газа,
    • присутствующего в пустотах в породе;
    • выделившегося в результате десорбции из частиц угля,

а также энергию, которая поглощается при разрушении угля на части.

Поэтому для оценки склонности к выбросам «Sigra» использует следующие коэффициенты:

Зависимость деформации и прочности от напряжений

  • напряжение в угольном пласте и в окружающих пластах;
  • модуль упругости угольного пласта и окружающих пластов;
  • прочность на разрыв;
  • вязкость.

Коэффициенты, относящиеся к газу

  • коэффициент диффузии;
  • газоносность;
  • давление сорбции;
  • изотерма сорбции;
  • пористость;
  • характеристический гранулометрический состав при разрушении.

Структурные особенности

  • сбросообразование и характер сбросовой грязи;
  • структура кливажа и заполнение.

«Sigra» применяет целый комплекс методов для определения коэффициентов, влияющих на возникновение выбросов. Работы в этих целях проводятся в эксплуатационных условиях на поверхности, под землей и в лаборатории.

По результатам этих работ «Sigra» делает выводы о том, какие меры следует принять для предотвращения выбросов. К таким мерам можно отнести дегазацию (если она осуществима), разгрузку от напряжений породного массива с помощью соседней разработки или смывание для удаления большого количества породы. Последний способ всегда применяется с соблюдением достаточных мер предосторожности, чтобы не подвергать риску рабочих шахты.