Устройство для предотвращения выбросов угля и газа при бурении шпуров и скважин на выбросоопасных угольных пластах

. ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД(56) Авторское свидетельство СССР М 1024588, кл Е 21 Е 5/00, 1982,Авторское свидетельство СССР . ЬЬ 1262044, кл. Е 2.1 О 3/ОО, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА ПРИ БУРЕНИИ ШПУРОВ И СКВАЖИН НА ВЫБРОСООПАСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ(57).Изобретение относится к горной промышленности и м,б, использовано для предотвращения развития выбросов угля и газов, инициируемых при бурении шпуров и скважин на выбросоопасных угольных пластах. Цель - . повышение безопасности. Устройство включает щит .1 с элементами его закрепления. Щит размещают у поверхности обнажения угольного пласта в месте бурения шпуров или скважин, Щит выполненв виде короба с отверстиями 4. В отверстияхзакреплены патрубки 5 для прохода бурового инструмента, Короб с одной стороныснабжен опорными элементами 2, а с другой- замкнутой мягкой оболочкой 8. Последняяустановлена с возможностью заполнения еерабочим телом под давлением, Элементы 2опираются на силовые элементы, например .гидростойки, 3, Последние устанавливают вгорной выработке. Перед началом буренияустанавливают устройство так, чтобы мягкая оболочка контактировала с поверхностью обнажения пласта. При подаче воболочку 8 сжатого воздуха она входит всиловой контакт с поверхностью обнажения, Яугольного пласта и оказывает на нее равномерное давление. Благодаря этому предот- (Лвращается возможность разрушения Сугольного пласта у устьев шпуров или сква.жин, 1 ил.Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к выбросам угля и газов, в частности к устройствам для предотвращения развития выбросов угля и газов, инициируемых при бурении по углю шпуров и скважин небольшого диаметра,В процессе бурения шпуров и скважин на выбросоопасных пластах в ряде случаев йроисходит инициирование выбросов, Начавшийся выброс может получить интенсивное развитие и привести к тяжелым последствиям. Если не допустить развитие выброса, инициированного в шпуре (скважине), тогда будут исключены и возможные тяжелые последствия выбросов.Известны устройства для механизации выбросов угля и газов в подготовительных выработках, представляющие собой передвижную конструкцию, с помощью которой перекрывается верхняя, средняя и боковые части подготовительной выработки на расстоянии от проходческого забоя, превышающем удаление от него проходческого оборудования (погрузочные и другие машины), Это расстояние достигает 30 - 50 м, Поэтому устройства такого типа могут обеспечить предотвращение. развития выбросов вообще и не предназначаются для этой цели.Применение таких устройств может лишь ограничить объем угля, выброшенного в выработку с начала выброса, на величину, равную разности между обьемом участка выработки от нового положения забоя после взрыва до места установки устройства и объемом угля и пород в разрыхленном состоянии, отбитых при взрыве. Только после заполнения этого объема выброшенным уг. лем устройство будет способствовать созданию силового отпора, препятствующего дальнейшему прекращению начавшегосявыброса,Известна также установка для бурения восстающих скважин на крутых выбросоопасных пластах, включающая буровой станок, став полых штанг с гидромониторной буровой головкой и гидромониторным расширителем, Установка снабжена щитом, шарнирно установленным на ставе штанг, двумя гидроцилиндрами с плунжерами, закрепленными на диаметрально противоположных концах щита,Однако известная установка не может быть использована для бурения шпуров и скважин по углю в лавах и в забоях подготовительных выработок, например для выполнения текущего прогноза выбросоопасности по начальной скоростигазовыделения, для выполнения локальных противовыбросных мероприятий, для дегазацииугольного пласта, а также для размещениязарядов ВВ при буровзрывном способе про 5 ходки горных выработок или при взрывнойотбойке угля в лавах, Установка не можетобеспечить равномерно распределенноесиловое воздействие на поверхность обнажения угольного пласта на участке, где про 10 изводится бурение шпуров (скважин), азначит воспрепятствовать развитию выброса, если он будет инициирован в шпуре(скважине) в процессе бурения.Цель изобретения - повышение уровня15 безопасности работ при бурении в выбросоопасных угольных пластах шпуров и скважин небольшого диаметра,Поставленная цель достигается путемспециального устройства, обеспечивающе 20 го создание и поддержание равномерногораспределенного силового воздействия наповерхность обнажения угольного пластавблизи пробуриваемых шпуров и скважин,за счет чего предотвращается возможность25 разрушения угля и развития выброса, инициированного в процессе бурения,Устройство представляет собой щит,выполненный в виде короба с отверстиями,в которых закреплены патрубки для прохода,30 бурового инструмента, с одной стороны которого закреплены опорные элементы, которыми он опирается на упоры (например,гидростойка), устанавливаемые в горной выработке вблизи поверхности обнажения35 угольного пласта, а с другой, обращенной кповерхности обнажения пласта, - замкнутая мягкая оболочка, заполненная рабочимтелом под давлением.Устройство. после установки его у места40 бурения шпуров (скважин) вблизи забоя иопоры его на упоры, закрепленные в горнойвыработке, при заполнении рабочим теломмягкой замкнутой оболочки будет вступатьв силовое взаимодействие с поверхностью45 обнажения угольного пласта, Достигнувмаксимального значения к моменту окончания заполнения мягкой оболочки рабочимтелом, это силовое взаимодействие будетподдерживаться и в процессе бурения шпу 50 ров (скважин), исключая возможность разрушения призабойной части угольногопласта вблизи их устьев.На чертеже представлено устройствопри бурении шпуров в очистном забое, об 55 щий вид,Устройство состоит из щита 1, выполненного в виде короба, на наружной, обращенной в сторону выработанногопространства, стороне которого прикреплены упоры 2, посредством которых он опира1745967 Составитель Е.ПроявкинТехред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор Н,Тупица Заказ 2375 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ется на силовые элементы 3, например гидростойки, устанавливаемые в горной выработке. В щите 1 выполнены отверстия 4 с закрепленными в них патрубками 5, диаметр которых превышает диаметр штанг 6 бурового инструмента 7, проходящего через них. В щите размещена замкнутая мягкая оболочка 8, которая при заполнении ее рабочим телом под давлением вступает в силовое взаимодействие с поверхностью обнажения угольного пласта в зоне бурения.Устройство работает следующим образом.Перед началом бурения скважин. (шпуров), у места бурения их, производится установка устройства таким образом, чтобы замкнутая мягкая оболочка 8 оказалась в контакте с поверхностью обнажения пласта. В таком положении щит 1 закрепляется с помощью силовых элементов 3. Затем в оболочку 8 подается сжатый воздух под давлением до 200 кПа (2 атм). При этом оболочка входит в силовой контакт с поверхностью обнажения угольного пласта, оказывая на нее равномерное давление. Благодаря этому предотвращается возможность разрушения угольного пласта у устьев шпуров (скважин) в случаях инициирования выброса в процессе бурения, а также возможность отделения от пластов значительных обьемов угля (выдавливание угля),После окончания бурения шпуров (скважин) и выдачи бурового инструмента через отверстия 4, давление в оболочке 8 снижается до атмосферного и устройство перемещается на другой участок обнажения пластадля использования по прямому назначению,5 Предлагаемое устройство по сравнению с изйестным обеспечивает безопасность выполнения работ при бурениишпуров (скважин) в выбросоопасных пластах на участках, которые по прогнозу опре 10 делены как опасные. При его применениипредотвращается возможность возникновения аварий, вызываемых выбросами угляи газов при выполнении буровых работ поуглю, приводящие к тяжелым последствиям.15Формула изобретенияУстройстводля предотвращения выбросов угля и газа при бурении шпуров и скважин на выбросоопасных угольных пластах,20 включающее щит для размещения у поверхности обнажения угольного пласта в местебурения шпуров или скважин, снабженныйэлементами для закрепления его на местеустановки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с25 целью предотвращения развития выбросовугля и газа в процессе .бурения, шпуров искважины и повышения безопасности буровых работ, щит выполнен в виде короба сотверстиями, при этом в отверстиях эакреп 30 лены патрубки для прохода бурового инструмента, а короб с одной стороны снабженопорными элементами, а с другой - замкнутой мягкой оболочкой, установленной с возможностью заполнения этой оболочки35 рабочим телом под давлением,