Способ защиты угольного пласта от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа

) 4 Е 21 Г 5/О НИ довательники и СССР1982. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Всесоюзный научно-исслский институт горной геомехмаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельствУ 1075009, кл, Е 21 Г 5/00,54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГОЛЬНОГО ПЛАСТАТ ГОРНЫХ УДАРОВ И ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВГЛЯ И ГАЗА(57) Изобретение относится к горнойпромышленности и позволяет повыситьэффективность защиты угольного пласта при наличии в междупластье несущего слоя песчаника (П) 3 мощностьюне менее 0,1-0,15 ширины очистнойвыработки, Сначала в пределах данного горизонта отрабатывают защитныйпласт 1. При этом в надработанноммассиве образуется зона, защищеннаяот горных ударов и внезапных выбросов угля и газа (зона разгрузки массива горных пород от горного давления). При наличии в породах междупластья несущего слоя П 3 мощностьюне менее 0,1-0,15 ширины очистнойвыемки зона разгрузки (соответственн енная зона значительно уменьш ется, так как этот слои принима13171 на себя напряжения б , б и препяткствует дальнейшему распространению разгрузки го 1 ного массива от горного давления. Чтобы обеспечить пласт 2 защитой, определяют угол защиты 7. Иэ подготовительных выработок 5 пласта 1 под этим углом бурят дополнительные скважины 6 до нижнего контакта слоя П 3. Определяют объем на 49гнетаемой в скажины 6 воды, необходимой для разлома слоя П 3 по формуле У Тщ (6.Р) (б;Е) гдеЧ - объем закачиваемой в скважинуводы, м ; ш - мощность несущего слоя3,П 3, м; б р - предел прочности П 3 наизгиб, кг/см; Р - давление водыгдля гидроразрыва, кг/см ; Е - модульупругости П 3, кг/см , 1 ил,2Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа и горным ударам для снижения горного давления в массиве горных пород при наличии в породах междупластья несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки.Целью изобретения является повышение эффективности защиты угольного пластапри наличии в междупластье несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки. На чертеже приведена схема реализации способа,На чертеже обозначены защитныйпласт 1, защищаемый пласт 2, несущийслой 3 песчаника, очистная выработка 4, подготовительные выработки 5,скважины 6, угол защиты 7.Способ осуществляют следующимобразом,Сначала в пределах данного горизонта отрабатывают защитный пласт 1.При этом в надработанном массиве образуется зона, защищенная от горныхударов и внезапных выбросов угляи газа (зона разгрузки массива горных пород от горного давления).При наличии в породах междупластьянесущего слоя песчаника 3 мощностьюне менее 0,1-0,15 ширины очистнойвыработки 4 зона разгрузки (соответственно защищенная зона) значительноуменьшается, так как этот слой принимает на себя дополнительные напряжения б , бк и препятствует дальнейшему распространению разгрузки горного массива от горного давления.Чтобы обеспечить пласт 2 защитой,определяют угол защиты 7, из подгото 5 вительных выработок 5 защитного пласта 1 под этим углом бурят скважины6 до нижнего контакта слоя песчаника3. Затем определяют объем нагнетае 10мой в скважины воды, необходимый дляразлома слоя песчаника 3, по формулебрбрЧ= шЕ 1 Р фгде Ч - объем закачиваемой в скважины воды, мз,ш - мощность слоя несущего песчаника, м;б - предел прочности песчаникаГгна изгиб, кг/см20Е - модуль упругости песчаника,кг/смг,Р - давление воды для гидроразгрыва, кг/сми после подвигания забоя очистнойвыработки от скважины на расстояние,равное расстоянию между выработкойи серединой несущего слоя песчаника,нагнетают в загерметизированные скважины воду в расчетном количестве.П р и м е р. На глубине 800 м разрабатываются пласты К и К . ПластК 7 является защитным для выбросоопасного пласта К , Расстояние междупластами 45 м. В породах почвы пласта К 7 залегает несущий слой песчаника мощностью 25 м. Ширина очистнойвыработки по защитному пласту К 7равна 130 м. Размер защищенной зоныот пласта К 7 равен 31,5 м. При рас 40стоянии до выбросоопасного пласта45 м защитное действие считается неэффективным (31,545 м).3 1317149 10 Составитель М,ГагулинРедактор М.Циткина Техред А.Кравчук КорректорС.Черни Заказ 2403/29 Тираж 429 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Применение способа-прототипа необеспечило положительного эффекта.Поэтому из подготовительных выработок защитного пласта К до нижнегоконтакта несущего слоя песчаникапробурили скважины под углом защиты,оравным 80 , в нижней части лавы иопод углом защиты в 70 - в верхнейчасти ее,При мощности слоя песчаника ш = = 25 м, пределе прочности песчаника на изгиб 6 = 100 кг/см , модуляг упругости песчаника Е = 3 10 кг/см, давлении воды для гидроразрыва Рг- 200 кг/см необходимый объем нагнетаемой в скважину воды составил 11,5 мТак как несущий слой песчаника залегает непосредственно у почвы за щитного пласта К, расстояние от этого пласта до середины слоя песчаника составляет 12,5 м. После отхода забоя лавы пласта К25 от скважины на 12,5 м закачку воды7в скважину в объеме 11,5 м производили насосной установкой, В результате нагнетания воды произошел раз- . лом слоя песчаника, размер зоны раз 30 груэки увеличился и эффективность защиты пласта К пластом К возросла. Пласт Кб разрабатывают в условиях эффективной защиты. Формула изобретения Способ защиты угольного пластаот горных ударов и внезапных выбросов угля и газа по авт.св.В 1075009,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности защиты угольного пласта при наличиив междупластье несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0,15ширины очистной выработки, определяют угол защиты, бурят дополнительныескважины под углом защиты до нижнего контакта несущего слоя песчаника,производят нагнетание воды в дополнительные скважины после подвиганиязабоя очистной выработки на расстояние, равное расстоянию между выработкой и серединой несущего слояпесчаника, при этом объем закачиваемой в скважину воды определяют извыражения6 6 РшрЧРСгде Ч - объем закачиваемой в скважину воды, мш - мощность несущего слоя песчаника, м;(7 - предел прочности песчаникаРг,на изгиб, кг/смР - давление воды для гидрораз.г,рыва, кг/смЕ - модуль упругости песчаника,кг/см