Способ вскрытия выбросоопасного пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е 2 Р 5/00 1 С 4/8 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение отно ышленности и мож ля предотвращения ий при вскрытии откой. сится к горнои проет быть использовано азодинамических явлепластов горной выраекых деГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт геотехнической механики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР1033745, кл. Е 21 С 41/04, Е 21 Г 5/00, 1983.Авторское свидетельство СССР1168734, кл. Е 21 Г 5/00, Е 21 С 41/04, 1984. (54) СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ВЫБРОСООПАСНОГО ПЛАСТА(57) Изобретение относится к горной промышленности и м. б. использовано для предотвращения газодинамических явлений при вскрытии пластов горной выработкой. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности ведения горных работ путем интенсификации разгрузки и дегазации массива. Для этого забой вскрывающей выработки (ВВ) формируют наклонным и параллельно плоскости вскрываемого пласта (ВП). Из ВВ бурят дегазационные скважины с пересечением ВП, виброскваЦель изобретения - повышение эфф тивности и безопасности ведения горн работ путем интенсификации разгрузки и газации массива.На фиг. 1 схематически поясняется предлагаемый способ, где 1 - забой вскрывающей выработки; 2 - угольный пласт,Я.1 1606712 жины на расстоянии от ВП не более радиуса торцового эффективного влияния и барьерные скважины (БС) параллельно плоскости ВП. Производят в виброскважинах вибровоздействие в течение времени стабилизации максимального уровня смещения. Это время определяют с учетом нарушенности массива и времени, в течение которого смещение достигает половины максимальных смещений. Из БС формируют волновой экран путем торпедирования и производят контроль эффективности торпедирования замером давления газа в пласте и сравнением его с критически допустимым по внезапным выбросам угля и газа при вскрытии пласта давлением. Если торпедирование неэффективно, производят разрушение породного целика между БС для формирования щели. Параметры этой щели рассчитывают в зависимости от снижения уровня давления газа ВВ до критически допустимого максимального уровня смещений, расстояния от забоя ВВ по нормали до наиболее удаленной плоскости ВП, радиуса влияния БС. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. залегающий под углом (а; 3 - породная пробка; 4, 5, 6 - скважины, буримые на угольный пласт через породную пробку из забоя выработки; 4 - дегазационные скважины; 5 - виброскважины; ь 6 - барьерные скважины; 7 - источники вибрации; забой выработки а - в, перед вскрытием выполняют в виде в - с; проектное сечение выработки г - д и ж - э; проекция на пласт барьерных скважин г - д;на фиг. 2, 3 - ссютветственно приведены график зависимости 11=) и апроксимирующий график 1/и=(1).160672 5о15 20 ФООЕоИ 25 30 35 Формула изобретения 50 55 3Способ осуществляется следующим образом.В забой вскрывающей выработки за 3 - 5 м до вибросоопасного пласта через породный целик бурят контрольные скважины и производят измерение давления газа в них, Затем производят оформление забоя вскрывающей пласт выработки, для чего забой с положения а - в перемещают в положение в - с, т. е. забой вскрывающей выработки выполняют наклонным параллельно плоскости угольного пласта, Этим добиваются относительной равномерности разгрузки пласта, Затем на пласт 1, 2 из забоя выработки 1 через породную пробку 3 бурят группы скважин 4, 5, 6. В начале сооружают дегазационные скважины 4. Длину этих скважин принимают такой, чтобы последние полностью пересекали пласт за ее проектным контуром. Количество скважин принимают из опыта вскрытий крутых пластов, например 6 - 8. Затем бурят виброскважины 5 без внедрения в угольный пласт. Скважины недобуривают до пласта на расстояние, не превышающее радиуса эффективного влияния торцового вибровоздействия по породам пробки. После этого сооружают барьерные скважины 6 для образования волнового экрана. При этом проекции д - д и г - г этих скважин на угольный пласт превышают сечение выработки г - д на величину нормативного безопасного превышения, равного 4 м. Составляют паспорт БВР. В барьерных скважинах осуществляют торпедирование массива, чем создают волновой экран.11 осле релаксирования массива от взрывной нагрузки примерно через 3 - 4 ч в виброскважины 5 помещают с жестким расклиниванием или с заполнением скважины несжимаемым раствором, виброисточники 7, например пневматические скважинные, которые создают принудительные колебания с частотой 50 - 100 Гц и амплитудой 0,5 - 1. 1 Г, 1 95 Р =-- 4 - (1 --- 1 п ----- ) ,( опт4 1 3,5 1002 95 Ъьгде Р-. - остаточный уровень давлениягаза после выполнения способа МПа;Р- критически допустимое по внезапным выбросам угля и газапри вскрытии пластов давление;Рпр - давление газа в нетронутомугольном массиве, МПа;- максимальный уровень смещений, мм;К - радиус влияния барьерных скважин, м;- интегральная функция Гаусса;д и 1. - параметры щели, м;1.=0,552+50; с 1=0,432 - 9. 4В результате этого пласт в зоне вскрытия увеличивает свой объем, разгружается и дегазируется. Для определения времени воздействия на массив устанавливают продолжительность стабилизации максимального уровня смещений забоя по формуле. Для чего измеряют смещения забоя выработки и время от начала измерений. По измеренным значениям смещений Я забоя выработки и времени (; с начала вибрации до моментов измерения смещений строят график в координатных осях (фиг. 2),Полученное семейство точек апроксимируют прямой линией (фиг. 3). Графически определяют величины отрезков 1 О и 1 з, отсекаемых прямой на осях абсцисс и ординат. По величинам отсекаемых на осях отрезков определяют величину максимального смещения забоя и время вибровоздействия на массив Осуществляют контроль эффективности применения способа, например, по давлению газа в угольном пласте по известной методике.В случае, если давление газа превышает допустимую величину (для выбросоопасных угольных пластов ЕР=1 МПа) или невозможности выполнить виброобработку в течение заданного временипроцессом дегазирования и разгрузки угля управляют путем разрушения породного целика между барьерными скважинами и образования при этом полой щели, подбирают параметры щели - волнового экрана с учетом расстояния до пласта, уровня и времени смещения забоя таким образом, чтобы выполнялось неравенство Е с 5,01315 013р -ду(2 К - с 1) - уР - Х (й) () 1, Способ вскрытия выбросоопасного пласта, включающий формирование забоя вскрывающей выработки бурения из этого забоя через породный целик и выбросоопасный пласт дегазационных скважин, бурение в породном целике скважин и установку в них виброисточников, определение параметров вибровоздействия и радиуса торцевого эффективного влияния вибровоздействия, вибровоздействие на массив и дегазацию пласта в процессе этого воздействия, замер давления газа и контроль эффективности его снижения в зоне160 б 712 5где 1 о - время, в течение которого величинасмещения забоя достигает половины максимальных смещений, ч;К - коэффициент учета нарушен ностимассива, К=0,8 - 1,2.2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что волновой экран формируют торпедированием массива из барьерных скважин и производят контроль эффективности этого торпедирования и при неэффективности торпедирования разрушением породного целика между барьерными скважинами формируют щель и размеры этой щели определяют в зависимости от снижения уровня давления газа во вскрываемой вибросоопасной зоне пласта до критически допусти мого по впнезапным выбросам угля и газа при вскрытии пластов, по формуле- остаточный уровень давлениягаза после выполнения способа, МПа;- давление газа в нетронутом уголь- Зцном масстве, МПа;расстояние от забоя по нормалидо наиболее удаленной плоскостивскрываемого пласта;- максимальный уровень смещений, мм; где Р-. Рпр вскрытия пласта давления до критически допустимого по выбросам угля и газа при вскрытии выбросоопасных пластов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности ведения горных работ путем интенсификации разгрузки и дегазации массива, забой вскрывающей выработки формируют наклонным параллельно плоскости вскрываемого пласта, определяют расстояние по нормали от забоя вскрывающей выработки до наиболее удаенной плоскости вскрываемого пласта, леничи смещение забоя вскрывающеи выработки максимальный уровень этого смещения, и в породный целик из вскрывающей выработки параллельно плоскости вскрываемого пласта б рят барьерные скважины и формируют Униз этих скважин волновои экран, а вибрскважины не добуривают до вскрываемого пласта на расстояние не более радиуса торцового эффективного влияния вибровоздействия и вибровоздействие в этих скважинах производят в течение времени стабилизации максимального уровня смещения,устанавливаемого по формулеЬ= ---008 оК 21 - интегральная функция Гаусса; Я - радиус влияния барьерных скважин;д и 1. - параметры щели, м;1 Р- критически допустимое по внеЯзапным выбросам угля и газа при вскрытии пластов давление, МПа: 1 =0,552+50; д=0,432 - 9.