Способ определения безопасных зон выемки в призабойной части выбросоопасного угольного пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 54(51) 4 Е 21 ф)ф и ялБ чп:,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 1081356, кл. Е 21 Р 5/00, 1983.Авторское свидетельство СССР У 317797, кл. Е 21 С 39/00, 1971. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ ЗОН ВЫЕМКИ В ПРИЗАБОЙНОИ ЧАСТИ ВЫБРОСООПАСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель - повьппение эффективности за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброобработки горного массива безопасной зоны выемки и снижение трудозатрат. В забое выработки в зоне .концентрации напряжений (в углах ниш, кутков) между почвой и кровлей устанавливают гидростойку (ГС). Раэмещают междукровлей и ГС вибра 1 тор и прижимаютего ГС к кровле. Определяют величинуначального статического давления наГС, координату эоны безопасной выемки (ЗБВ) резонансную частоту горного массива. Затем вибратором создают динамические колебания с амплитудой Д = К 6 - Ь , , где 6 - наименьшееиэ значений предела прочности породкровли и почвы на одноосное сжатие,Па; Б- величина статического давления на вибраторе, Па; К - коэффициент запаса, К=0,6-0,7. Одновременно с виброобработкой пласта производят измерение статического давленияна ГС и при величине, равной (0,15-0,20) Ь, виброобработки прерывают,фиксируют ширину ЗБВ и частоту резонанса горного массива и проводятповторную виброобработку на вновьполученной резонансной частоте. Аналогичные операции повторяют до получения заданной ширины ЗБВ, По полученным значениям строят зависимостьширины ЗБВ от резонансной частоты истатического давления на ГС. 1 ил.1 13Изобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.Целью изобретения является повышение эффективности определения безопасных зон за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброобработки горного массива безопасной эоны выемки и снижения 28547 2 ственной кровли, На лменьшее значение коэффициента запаса. обусловлено нежелательным снижением амплитуды колебаний давлений на вибраторе, так как это ведет к сникению эффективности виброобработки горного массива.частоту динамических колебаний гидравлического вибратора изменяют в заранее установленной области возможных резонансных частот горного массива с минимального до максимального значенияОдновременно с изменением частоты контролируют уровень действующего значения виброскорости кровли. Частоту, на которой уровень действующего значения виброскорости кровли принимает максимальное значение, идентифицируют как резонансную. Значения координаты безопасной зоны выемки 1,величины первоначально статического давления на гидростойке би резонанснсй частоты горного массива ы фиксируют.Дальнейшую виброобработку горного массива производят на резонансной частоте ы, Одновременно с иброобРработкой горного массива выделяют и 5 10 15 20 25 30 35 сива прерывают.Пределы изменения величины приращения статического давления (0,15 -45 50 ют динамические колебания давления где 6 - наименьшее из зйачений предела прочности пород кровли трудозатрат,Способ осуществЛяют следующим образом.В забое выработки в зоне концентрации напряжений, например в углахниш, кутков, устанавливают междукровлей.и почвой пласта гидростойку.Между кровлей и гидростойкой помещают вибратор и прижимают его гидростойкой к кровле. Величину первоначального статического давления в гидростойке выбирают из условия предотвращения ее сползания в первоначальный период работы вибратора и принимают равной 1-3% наименьшей прочности пород кровли н почвы на одноосноесжатие. Большие значения первоначального статического давления на контролируют величину статическогогидростойке нежелательны, так как давления на гидростойке 6 . Впринимаются за счет снижения ампли- результате виброобработки горноготуды колебаггий давления на виЪраторе массива увеличивается размер безопаси связаныс уменьшением излучаемой ной зоны выемки, породы почвы и кровв горный массив энергии, т,е. со ли сближаются и вызывают увеличениеснижением эффективности обработки величины статического давления нагорного массива. гидростойке. При изменении величиныВ угольный массив бурят шпур и по статического давления на заранееначальной скорости, газовыделения заданную величину, например на (0,15 из него, замеряемой поинтервально, 40 -0,20) ь , виброобработку горного масопределяют координату безопаснойзоны выемки.В гидравлическом вибраторе создаютдинамические колебания давления с ам- -0,20) б на гицростойке обусловлены,плитудой с одной стороны 0,206, необходимостьюь= К 6-Ь. получения достаточно точной зависигде ь - г;аименьшее из значений пре- мости 1=Г 6 )за первые 5-6дела прочности пород кровли циклов виброобработки горного массии почвы пласта на одноосное ва и, с другой стороны - 0,15 6,сжатие, Па; возрастанием трудоемкости работ при6 ., - величина статического давле-. увеличении числа экспериментальныхния на вибраторе, Па; данных, по которым строится эта завиК - коэФФициент запаса, равный симость.0,6-0,7. В гидравлическом вибраторе создаНаибохгьшее значение коэффициентазапаса принято из условия предотвра-. с амплитудойщения разупрочнения пород почвы и сткровли в зоне установки вибратора ипрецупреждения обрушений непосред з 1328547и почвы на одноосное сжа- ности устанавливаемой зависимоститие, Па; между указанными параметрами состоя 6 - величина статического давле- ния забоя с уменьшением числа экспестния на вибраторе, Па; риментальных данныха больший преК - коэффициент запаса, равный дел - существенным ростом трудоемкое 0,6-0,7. ти работ при незначительном увеличеЧастоту динамических колебаний нии достоверности этой зависимости.гидравлического вибратора изменяют Устанавливают на основе эксперив области возможных резонансных час ментальных данных зависимостьтот горного массива с минимального 1, = Г(ыЬ)до максимального значения. Одновре- В последующих циклах виброобработменно с изменением частоты контро- ки горного массива размер безопаснойпируют уровень действующего значения зоны выемки 1 в каждом цикле вибровиброскорости кровли и определяют по 15 обработки определяют непрерывно понему резонансную частоту горного резонансной частоте горного массива,массива, Значения координаты безо- которую непрерывно в процессе вибропасной зоны выемки 1, величины ста- обработки отслеживают, и по величинетического давления жидкости на гид- статического давления жидкости наРостойке 6 ст и Резонансной частоты о 3 р 20 гидРостойке,фиксируют,Последующую виброобработку горного Ф о р м у л а и з о б р е т е н и ямассива ведут на вновь полученной резонансной частоте с амплитудой дина- Способ определения безопасных зонмических колебаний давления на гид выемки в приэабойной части выбросоравлическом вибраторе, скорректиРован- опасного угольного пласта, включающийной по приводимой формуле. Одновре- воздействие на породы массива создаменно с виброобработкой выделяют и ваемых вибратором импульсов с часконтролируют величину статического тотой, равной частоте собственныхдавления жидкости на гидростойке. При 30 колебаний массива, определение зоныизменении статического давления на безопасной выемки по скорости нагидростойке на заранее заданную вели- чального газовыделения, о т л и -чину процесс виброобработки горного ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюмассива прерывают, поинтервальным из- повышения эффективности определениямерением начальной скорости газовыде- З 5 безопасных зон за счет непрерывносления из шпура определяют координату ти контроля размера формируемой вбезопасной зоны выемки, частоту про- процессе виброобработки горного масцесса виброобработки и амплитуду дина- сива безопасной зоны выемки и снижемических колебаний давления жидкости ния трудозатрат, перед воздействиемкорректируют и последующую виброоб О на массив виброимпульсами устанавработку горного массива ведут вновь ливают гидростойку и фиксируют коорна резонансной частоте, Параметры динату безопасной зоны выемки, ресостояния забоя (размер безопаснойэонансную частоту горного массива изоны. выемки, статическое давление жид- величину начального статическогокости на гидростойке и резонансную 45 давления на гидростойке, вибраторомчастоту) вновь фиксируют. Виброобра- создают динамические колебания сботку горного массива производят до амплитудойсформирования необходимой величины о = Кб-Ббезопасной выемки. где ь. - наименьшее из значенийАналогичные операции по определепредела прочности породнию в процессе виброобработки указан- кровли и почвы на одноос"ных параметров состояния забоя про- ное сжатие, Па;изводят на протяжении 5-6 циклов - величина статического даввыемки. Таким образом, всего для по- ления на вибраторе, Па;лучения зависимости 1 =Е(м ,т ) ис К - коэффициент запаса, равпользуют 5-6 циклозамеров. Эта эави- ный 0,6-0,7,симость приведена на чертеже. при достижении статического давленияМеньший предел числа циклозамеров на гидростойке, равного (0,15-0,20),обусловлен резким снижением достовер- виброобработку прерывают, фиксируютСоставитель Н Техред И.Вере ловскии ектор С.Пекм Редактор икол Тираж 429ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и3035, Москва, Ж, Раушска 5 3 Подписи итета СССткоытий 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,величину статического давления нагидростойке, ширину зоны безопаснойвыемки, частоту резонанса горногомассива и проводят повторную виброобработку на вновь полученной резонансной частоте, затем повторяютаналогичные операции до получениязаданной ширины зоны безопасной выемки, по полученным значениям строят 328547 6зависимость ширины зоны безопаснойвыемки(1 от резонансной. частоты и )и статического давления на гидростойке (6 ), последующих циклах выемкиширину зоны безопасной выемки определяют по полученной графической зависимости, предварительно измерив резонансную частоту горного массива истатическое давление на гидростойке.