Способ предотвращения выбросов

(19) (11) УБЛИ 1) Е 21 Р 5/00 ГОСУ 1 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЛЙОАНие И Т скои механиинеев,лошин льство СССР 5/00; 1984, ЕНИЯ ВЫБРОСОВ ится к горной едения о опас изобретения и и безопасн скоростях вь на,пласта сто влиип х. Для ого е относится к горной На чертежах показаны откаточный и ти и может быть исполь- вентиляционный штреки 1, забой 2 едении очистных работ на пласта, угольный массив 3, уровень 4 ых угольных пластах. статистического давления (Н), криретения - повьппение эф- вая 5 волнообразного изменения кони безопасности работ при центрации напряжения в призабойной остях выемки угольного части угольного пласта, скважины 6 астах с полным обру" буримые йараллельно забою в первом и и при устойчивых вме- цикле работ, виброисточник 7,перех. мещаемьп по скважине, зоны 8 трещи- изображен фрагмент нообразования вокруг виброобработанбоя; на фиг. 2 - разрезных скважин, скважины 9, буримые параллельно линии очистного забоя во Изобретени промышленнос зовано при в выбросоопасн Цель изобфективности высоких скор ассива на пл ением кровл щих порода а фиг, 1(22) 20,12.88 (46) 30,11.90. Бюл.(71) Институт геотехни ки АН УССР (72) В.Н,Потураев, С.П А.Г.Червоненко и А.И.В (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидете У 1102986, кл. Е 21 Р . (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРА (57) Изобретение относ пром-сти и предназначе очистных работ на выбр угольных пластах. 1 ель повьппение эффективност сти работ при высоких емки угольного массива полным обрушением кро чивых вмещающих порода предварительно определяют характер волнообразного изменения концентрации напряжений (КН) впереди очистного забоя. Затем вдоль забоя в угольном массиве устанавливают чередование зон с пониженной и повышенной газодинамической активностьюУ (ГДА). В указанные зоны, начиная с наименее удаленной зоны с пониженной ГДА от забоя пласта, бурят скважины. В зонах повышенной ГДА скважины бурят после перемещения забоя на величину, равную величине смещения длины полуволны зон ГДА пласта в сторону движения забоя, Со стороны, противоположной забою, скважины бурят со И Ф скоростью, равной скорости перемещения зон КН. При нахождении скважины в близлежащей к забою зоне повьппенной КН ведут виброобработку пласта, С 3 з.п-ф-лы, 2 ил.втором цикле работ, проекции 10 буримых скважин 9 (устьев скважин) вцикле работ, скважины 11, виброобработанные ранее, скважины 12, виброобрабатываемые в рассматриваемый моментвремени,Способ осуществляют следуюгдим образом.Вдоль линии очистного забоя бурятскважины, перемещают по ним виброисточник с заданной скоростью. Послевиброобработки скважины подключают кдегазационной сети и осуществляютотсос из них газа. Скважины бурят навсю высоту этажа очистного забоя водин или при необходимости в несколько рядов. При этом виброобработкупласта осуществляют по мере сооружения скважин, начиная с наиболее близкорасположенной к забою, Предварительно определяют характер волнообразного изменения концентраций напряжений впереди очистного забоя и устанавливают в угольном массиве чередова ние зон параллельно забою с.соответственным понижением и последующимповышением газодинамической активности. Затем осуществляют бурение скважин в зонах с пониженной газодинамической активностью пласта параллельно забою, причем бурить их начинаютс наименее удаленной зоны от забоя,а на участках угольного массива, находящихся в зонах повышенной активности пласта, бурение производятлишь,после перемещения очистногозабоя на величину, соответствующуюсмешению длины полуволны зон газодинамической активности пласта в 40сторону движения очистного забоя,Бурение каждой очередной скважины со штрека вдоль забоя осуществляют со скоростью, соответствующей скорости перемещения зон концентраций напряжений впереди очистного забоя. Виброобработку пластав скважинах производят при нахождении этой скважины в близлежащей кзабою зоне повышенных концентрацийнапряжений. В предлагаемом способехарактер волнообразного измененияконцентраций напряжений впередиочистного забоя определяют из зависимостей-5 ХИ = 1 с е (созБХ + зд.пБХ)(1)где 1 с - коэддйициеддт учета реакции Ч.нагруженного основания согласно гипотезы Винклера,Б - гибкость балки (лавы),Х - координата по оси движениязабоя.Исследованиями установлено существование впереди очистного забояциклического изменения концентрацийв массиве,В процессе выемки угля в очистном забое основная кровля пласта надвыемочным участком постепенно оседает, плавно прогибаясь, пока она нестанет опираться на обрушенный материал (например, непосредственнаякровля). При определенном консольномзависании основной кровли над движущимся забоем она обрушается черезопределенные интервалы, т.е. в массиве происходит упругое деформирование,затем прогиб и периодическая просадка пород кровличто и Аормирует вугольном массиве впереди очистногозабоя периодически изменяющееся опорное давление.Для экспериментального определенияхарактера волнового изменения напряжений впереди очистного забоя используют метод измерений скорости смещений кровли и почвы пласта на разномудалении от лавы.Гипотезой, объясняющей рассматриваемый процесс, является теория волны давления или волны "Вебера", которая основывается на том предположении, что основная кровля пластапрогибается подобно балке бесконечной длины, опирающейся на упругоеоснование и издибающейся волнообразно под действием нагрузки (представленной в ниде распределенной по линии силы от величины, приложеннойв точке с абсциссой Х = О) в соответствии с уравнением(3)Коэфиддддеддт Е косвенно учитывает реакцию Ч погруженного основания, которая в соответствии с гипотезой Винклера выражается- мЧ(4)Севозрастает по линейному закону пропорционально степени уплотнения в соответствии с коэффициентом посте- ли Се, а также ширину балки (ширину лавы) и гибкость(5) ЪЬгде Е = -- момент инерции по 12 перечного сечениябалки относительнонейтральной оси сечения," 10Ь- мощность,Ъ - ширина балки (основной кровли).Б реальных условиях угольных шахт,т.е. в случае жесткого сцепления балки с основанием, коэффициент постелиСможно принять согласно (5) следующим:(1-о)Е о НСв - ( )( 2 ), -(6) 2 О где 1 оЕоЬ - соответственно коэффициент Пуассона, модуль упругости и мощности угольного пласта.Из выражения (1) видно, что, если в него подставить произведение БХ = :3.4 и, то выражение в скобках будет равно нулю. Это говорит о том, что в точках с координатамиБХ = - и2 363 и4 25 Формула изобретения нагрузка Р оказывает наименьшее вли-, 35яние на упругое основание и в этихместах. бот при вьсоких скоростях выемки угольного массива на пластах с полным обрушением кровли и при устойчивых вмещающих породах, определяют характер волнообразного изменения концентрации напряжений впереди очистного забоя, затем вдоль забоя в угольном массиве устанавливают чередование зон с пониженной и повышенной газодинамической активностью, а скважины бурят в указанные зоны, начиная с наименее удаленной эоны с пониженной газодинамической активностью от забоя пласта, скважины в зонах повышенной активности бурят после перемещения забоя на величину, равную величине смещения длины полу- волны зон газодинамической активности пласта в сторону движения забоя.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что бурение скважинсо стороны, противоположной забою, осуществляют со скоростью, равной скорости. перемещения зон концентрации напряжений.3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю- щ и й с я тем, что виброобработку пласта ведут при нахождении скважины в близлежащей к забою зоне повышенной концентрации напряжений.4. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что характер волнообразного изменения концентрации напряжений впереди забоя определяют из соотношения40 где к Б Х 1. Способ предотвращения выбросов по авт.св, Р 1102986, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности ракоэффициент учета реакциинагруженного основания,гибкость балки (лавы),координата по оси движения забоя, м."610047 Составитель В.Тычина Техред Л,0 лийнык Корректор И Муска Редактор Е. Копча Заказ 37 18 Тираж 377 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101