Способ предотвращения выбросов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Г 5 БИВАК".т НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ТОР СКОМУ(21) (22) (46) (72) ее удаленной сква- излучатель пере- скважины с со- . онтакта виброный уголь снием температускважины, и ско жин, начина жины, при мещают по блюдением излучатель одновремен ры угля во рость пере ределяют я с наиме этом вибр всей длин жесткого- моноли ным повьпп круг этой мещения в по формуле пизлучател ист ГОСУДАРСТВЕННЬ 9 КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3596388/22-0326.05.8315.07.84.Бюл. й 26В,Н.Потураев, А.Н.Зорин,С.П,Минеев и И.А.Гайнутдинов(71) Институт геотехническоймеханики АН УССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 317797, кл. Е 21 С 39/00, 1971;2. Авторское свидетельство СССРй 926273, кл.Е 21 С 27/02, 1980(54)(57) 1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯВЫБРОСОВ, включающий виброобработкувыбросоопасного угольного массива,осуществляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя, и по+следующую выемку угольного пласта,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения надежности и эффективности предотвращения выбросов путем равномерного и глубокогоразвития фильтрационных трещин, изменения напряженного состояния исвойств угольного массива и осуществления более. глубокой дегазациимассива, подлежащего выемке, в неразгруженной зоне пласта, параллельно линии очистного забоя на всю егодлину по мере продвижения линии очистного забоя бурят ряд скважин, первую скважину бурят на расстоянииот линии забоя, безопасном по фактору выбросов, а виброобработку массива осуществляют по мере бурения скваЯО 1102986 А где 1 д - длина виброиэлучателя; )Н - величина горного давления,частота воздействия,- амплитуда выбросов; С - постоянная,: зависящая от. свойств пласта, его температуры и расстояния между сквакинами а 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, скважины после виброобработки подключают к дегаэационной сети, и в режиме вакуумирования производят отсос газа. из скважин вплоть до момента их разрушения при выемке угля. 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с. я тем, что при большой мощ" , ности пласта в плоскости, перпендикулярной кровле-почве пласта, в.наиболее выбросоопасной и мощной его пачке бурят дополнителььп ряд скважин и осуществляют их виброобработку одновременно с основным рядом скважин1102986 2ляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя, и последующуювыемку угольного пласта, в неразгруженной зоне пласта, параллельно линии очистного забоя на всюего длину по мере продвижения линииочистного забоя, бурят ряд скважин,первую скважину бурят на расстоянииот линии забоя, безопасном по фактору выбросов а виброобработку масси-1 О1ва осуществляют по мере бурения скважин, начиная с наименее удаленнойскважины, при этом виброизлучательперемещают по всей длине скважины с и соблюдением жесткого контакта вибро"излучатель-монолитный уголь с одноо- временным повышением температуры угля вокруг этой скважины, и скоростьперемещения виброизлучателя определяют по формуле20 1Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано при проведении очистных работна выбросоопасных угольных пластах.Известен способ предварительногоослабления угольного пласта, включающий установку в специальные ниши,на откаточном и вентиляционном штреке вибраторов, которые сообщают массиву встречные колебания, настроенные в резонанс с собственными колебаниями обрабатываемого массива 13.Недостатком данного способа является то, что при его испольэованина выбросоопасных пластах в моментвхождения встречных колебаний в резнанс с собственными колебаниямимассива может произойти выброс,особенно при наличии в пласте вблизи забоя в выработке геологических нарушений, являющихся путямимгновенного перемещения газа изобластей повышенного давления в выработку.25Наиболее близким по техническойсущности и получаемому, результату кпредлагаемому является способ предотвращения выбросов, включающий виброобработку выбросоопасного угольного30массива, осуществляемую непрерывнопутем перемещения виброизлучателявслед за комбайном по мере его продвижения и выемку угля 12 .Недостатком данного способа является то, что на пластах повышенной . З 5выбросоопасности, по длине очистнойлинии забоя выбросоопасность угольного массива существенно изменяетсязонами. Вследствие этого при воздействии колебаний на призабоиную зонуМ 40параметры вибрации должны меняться, в противном случае частоты импульсов виброизлучателя могут попастьв резонанс какой-либо из выбросоопасных зон и вызвать выброс угля и45 газа,Цель изобретения - повышение надежности и эффективности предотвращения выбросов путем равномерного и глубокого развития фильтрационных тре щин, изменения напряженного состояния и свойств угольного массива и осу ществление более глубокой дегазации массива, подлежащего выемке.Поставленная целЬ достигается 55 тем, что согласно способу, включающему виброобработку выбросоопасного угольного массива, осуществи)Ристсргде 1 дст - длина вйброизлучателя;Н - величина горного давления ,Ш - частота воздействия;Р - амплитуда импульсов,С - постоянная, зависящаяот свойств пласта, еготемпературы и расстояния между скважинами.Скважины после обработки подключают к дегазационной сети, и в режиме вакуумирования производят отсосгаза из скважин вплоть до моментаих разрушения при выемке угляПри большой мощности пластав плоскости, перпендикулярнойкровле-почве пласта, в наиболеевыбросоопасной и мощной его пачкебурят дополнительный ряд скважин иосуществляют их виброобработкуодновременно с основным рядом скважин.Способ предотвращения выбросовугля и газа осуществляется следующим образом.Из откаточного или вентиляционного штрека бурятся скважины параллельно очистной линии забоя по мерепродвижения. очистной линии забояна всю длину на расстоянии другот друга, не превышающем 1-3 мощности пласта.Виброиэлучатель устанавливаетсяпоочередно по мере бурения скважинв наименее удаленную. Затем источник .колебаний непрерывно перелпига102986- амплитуда имп напряжению,Н - величина горн ния,ьсов по о давле- посто свойс ная, зависящая от и состояния плас ния между скважидррассто нами и ния дл теля н то, ышае ка в соответ этой ск 3ют по всей длине скважины, Виброизлучатель, осущес.вляющий упругие круговые равномерные концентрические вибрационные нагрузки на стенки скважины, воздействуя на угольный пласт, непрерывно перемещается по всей длине скважины, при этом скорость его перемещения зависит от параметров усталостного разрушения, т.е, прорастания трещин и 10 расстояния до ранее виброобработанной скважины,Скорость непрерывного передвижения виброисточника определяется из соотношения 15Рсо е 1 еесг - длина виброисточника, и 2 - частота воздействия; Гв - х ех (х (е-хх)-(12+6226)ех(х-х,)х(ЕЕхх,еХа)(х-х,)хе Е ф - постоянная угля для усталостного прорастания трещин,Хц - размеры трещин в нетронутом массиве;се - расстояние между трещинами;Х - размер критических трещин.4Источником механических колебаний одновременно осуществляют прогрев угля за схет подогревательного элемента или за счет использования для питания пневмовибратора нагре"4 того сжатого воздуха.Источник механических келебаний одновременно осуществляет нагрев угля вокруг скважины за счет подогреватель.- ного элемента или за счет использовапитания пневмовнброизлучагретого сжатого воздуха.свою очередь, существенно по- температуру воздушного потоважине, который прогревает5 ственно угольный массив вокруг 5 важины. 4Подогрев угля значительно снижает. его усеойчивость усталостному разрушению, снижая время необходимойвиброобрабтки массива, повышая скорость передвижения в.еброизлучателяпо ске ажине.Опережение, с которым бурятся скважины для последующей их виброобработки, принимают, исходя из следующих предпосылок. 1 лубина полостивыбросов не превышает 2-8 м. Следовательно, размеры угольной пробкидолжны приниматься, с точки зренияневозможности развязывания выброса, не менее 2-8 м.После виброобработки скважины используют в качестве компенсационныхи для осуществления более глубокойдегазации, для чего после виброобработки скважины герметизируют и производят отсос газа в режиме вакуумирования вплоть до самого момента их разрушения при выемке угля,При большой мощности пласта илив сложных горно-геологических условиях в плоскости, перпендикулярнойкровле-почве пласта, в наиболеевыбросоопасной и мощной его пачкебурят дополнительный ряд скважини осуществляют их виброобработку одновременно с виброобработкой основного ряда скважин.Расстояние между скважинами выбирается с учетом полного пересечения зоны трещинообразования. Дляпластов Донбасса это расстояние составляет 1-8 мощностей пласта, или3-5 м.Расстояние между скважинами длялишних пластов в направлении движения очистного забоя должно быть неболее двух радиусов их эффективноговлияния,Преимущество предлагаемого спосо-.ба состоит. в том, что в результатевиброобработки угольного пласта, зона разгрузки отодвигается постоянноза скважины вглубь массива за счетизменения напряженно деформированнОго состояния, физико-механическихсвойств угля и дегазации массива,что снижает выбросоопасность пластадо безопасных величин. Кроме того,осуществление предлагаемого способаосуществляется одновременно с выемкой угля, что повышает темпы добычиугля на выбросоопасных пластах,