Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении выработок

(19) 701938 А Е 21 Е 5 00 ТЕН ТЕЛ ЬСТ ому делу веденииыбросооэрез: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИКАНИЕ ИЗС) К АВТОРСКОМУ С(71) Донецкий политехнический институт(56) Временное руководство по борьбе с выбросами породы и газа при проведении выработок. - Макеевка - Донбасс, 1968, с. 19, 20,Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПОРОДЫ И ГАЗА ПРИ ПРОВЕДЕНИИВЫРАБОТОК(57) Изобретение относится к горному делуи м,б. использовано при проведении подземных горных выработок (ГВ) по выбросоопасным породам. Цель изобретения -снижение трудозатрат, повышение скорости проведения ГВ и эффективности способа. Сущность способа заключается вразгрузке внутриконтурного сечения ГВ отнапряжений и частичной дегаэации пород вконтуре ГВ. По контуру ГВ бурят скважиныпоочередно большим и меньшим диаметраИзобретение относится к,горн и может быть использовано при про подземных горных выработок по в пасным породам,Цель изобретения - снижение тр рат, повышение скорости проведени боток и эффективности способа,На фиг.1 показана выработка,на фиг,2 - узелна фиг.1.ми. В контуре ГВ бурят шпуры для размещения в них зарядов ВВ. Контурные скважины (С) большого диаметра относятся к меньшим диаметрам, как 1,5 - 2. В С меньшего диаметра нагнетают невзрывчатую расширяющуюся смесь, например НРС, и выдерживают до оаэрушения породного целика между С и формирования разгрузочной оконтуривающей щели. При этом С большего диаметра оставляют свободными. Расстояние между центрами С определяют по зависимости = =Рс 1 - уН 1,т):(2 )Оср Ц+(б 1+ б 2):2, где- расстояние между центрами смежных С; Р - удельное давление, создаваемое расширяющейся смесью; б - диаметр С, предназначенных для заполнения расширяющейся смесью; у - плотность горных пород; Н - глубина расположения ГВ; А - коэффициент трения породы по породе;1 т,р- предел прочности породы на срез; с 2 - диаметр незаполняемой С, После формирования щели на контуре ГВ производят заряжание шпуров внутри ее контуа и их взрывание. 1 э.п, ф-лы, 2 ил,На чертежах представлены выработка 1, проводимая по выбросоопасным породам, шпуры 2 для размещения патронов взрывчатого вещества, контур 3 проводимой выработки, скважины 4 для заполнения невзрывчатой разрушающей смеси, скважины 5 для образования свободной поверхности. разгрузочная оконтуривающая щель 6, целик 7 породы между скважинами 4 и 5, 1701938поверхности 8 и 9 среза целика 7 междускважинами 4 и 5.Способ осуществляются следующим образом,Для проведения выработки 1 большогосечения по выбросоопасным породам в забое выработки, согласно паспорту буроварывных работ, бурильной установкой бурятшпуры 2 диаметром 43 мм и длиной 2,5 мдля заполнения их патронами взрывчатоговещества и разрушения гюроды внутри контура 3 выработки 1, Затем по контуру выработки 3 известными буровыми механизмами,например бурильной установкой БУМ, с помощью съемных коронок разного диаметрабурят поочередно скважины 4 диаметром 53мм, предназначенные для заполнения невзрывчатой смесью, и скважины 5 диаметром90 мм, которые оставляют свободными.Глубина скважин 4 и 5 3 м.Расстояние между смежными скважинами 4 и 5 по центрам определяют в соответствии с зависимостьюРс 1 - НА 1 01+02 см2 тцяТгде - расстояние между центрами смежныхскважин;Р - удельное давление, создаваемоеразрушающей невзрывчатой смесью;б 1 - диаметр скважин, предназначенных для заполнения невзрывчатой расширяющей смеси;у- плотность горных пород;Н - глубина расположения выработки;А- коэффициент бокового распора пород;1 - коэффициент трения породы по породе;аргер - предел прочности пород на срез;бг - диаметр свобоцной скважины,После завершения бурения скважин 4 и5, расположенных по контуру 3 выработки иочищения их от буровой мелочи путем продувки сжатым воздухом, скважины 4 меньшего диаметра (01 = 53 мм) заполнялирабочим агентом - смесью НРС. Послезаполнения основного объема скважин разрушающей смесью, скважины закрывают.пробками и заполнение устья скважин ведут через пробки. Чеоез 5-10 мин рабочаясмесь затвердевает.Механизм образования разгрузочнойоконтуривающей щели 6 заключается в том,что невзрывчатая разрушающая смесь, расположенная в скважине 4 диаметром 53 мм,при увлажнении за счет гидратации существенно увеличивается в объеме и создает2давление в скважине 4 до 500 кг/см, которое превышает предел прочности выбросоопасной породы на срез (170 кг/см ),Наличие второй свободной поверхности (скважина 5 диаметром 90 мм) в услови ях объемного сжатия приводит к тому, чтопроисходит срез целика 7 породы по двум поверхностям 8 и 9, минимальное расстояние между которыми (53 мм) равно диаметру меньшей скважины 4. Данный механизм 10 взаимодействия приводит к тому, что через20-30 мин после заполнения скважин 4 разрушающей смесью НРСпроисходит разрушение по указанным поверхностям 8 и 9 и выдавливание целика 7 от скважины 4 15 меньшего диаметра, заполненной разрушающей смесью, в сторону скважины 5 большего диаметра, служащей второй свободной поверхностью.Такое разрушение и выдавливание це ликов 7 в сторону большей скважины 5 приводит к образованию по контуру выработки щели, минимальная ширина которой равна диаметру меньших скважин, Полученная щель 6 по контуру 3 выработки способствует 25 упругому восстановлению, снятию напряжений и дегаэации породы внутри контура 3 выработки 1, т.е, ликвидации двух основных факторов (напряженности и газоносности);инициирующих выброс породы и газа, 30 Б дальнейшем проведение выработки 1осушествляют обычным способом в следующей последовательности: заряжание шпуров 2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки 1, взрывание и провет ривание забоя, погрузка взорванной породы, крепление выработки, настилка пути и устройство канавки.Длина скважин 4 и 5 для создания разгрузочной оконтуривающей щели 6 всегда 40 должна быть на 0,5 м больше длины шпуров2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки 1, т.е, неснижаемое опережение оконтуривающей щели 6 должно быть не менее 0,5 м.45 Формула изобретения1, Способ предотвращения выбросовпороды и газа при проведении выработок, включающий бурение скважин пс контуру выработки для формирования разгруэоч ной, оконтуривающей щели, нагнетание вних рабочих агентов и формирование щели, бурение шпуров из выработки, их заряжание и взрывание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудозатрат, предот вращения выбросов при одновременномповышении скорости проведения выработки, указанные скважины по контуру выработки бурят поочередно различным диаметром, причем отношение диаметра оольшей скважины к диаметру меньшей1701938 Р-1+ б 2 скважины задают в пределах 1,5-2, в качестве рабочего агента используют невзрыв-. чатую расширяющуюся смесь, заполняют расширяющейся смесью скважины меньшего диаметра, а скважины большего диаметра оставляют свободными, невзрывчатую смесь выдерживают в скважине до разрушения породного целика между скважинами и образования щели по контуру выработки, затем заряжают взрывчатым веществом шпуры внутри контура выработки и взрывают их.2. Способ по п.1, о т лтем, что расстояние междуных скважин по контуру выляют по зависимости де Р - удельное давление, создаваемое евзрывчатой расширяющейся смесью;01 - диаметр скважин, предназначеных для заполнения расширяющейся месью;у - плотность горных пород:Н - глубина расположения выработки; Л - коэффициент бокового отпора по 10, - кое;Оср р фициент трения породы по поичающиисяцентрамисмежработки опреде- пред прочности породы срез;б 2 диаметр ной) скважины. еэаполняемой (сво Щдг Горректор Н. Ревская Составитель Б. Терентактор Н, Кобылянская Техред М,Моргентал аказ 4522 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагари