Способ проведения горных выработок по выбросоопасным угольным пластам

ZIP архив

Текст

(53)5 Е 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ бывающая проподземной разГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в .горной промышленности 72) В,Е.Зейденварг, Л.А.Вайнштейн, В.С,Маевский, А.В,Агафонов, Ю.Т,Хорунжий, В.В.Пудак и СХ,Лунев(56) Авторское свидетельство СССР М 1550619, кл, Е 21 Е 5/ОО, 1990.Авторское свидетельство СССР М 560068, кл, Е 21 Г 5/ОО, 1977.(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПО. ВЫБРОСООПАСНЫМ УГОЛЬНЫМ ПЛАСТАМ. Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении выработок по выбросоопасным угольным пластам.Известен пособ предотвращения выбросов угля и газа, заключающийся в том, что на расстоянии й от выбросоопасного угольного пласта проводят полевуаразгрузочную выработку, а выработку по угольному пласту-в зоне с безопасным уровнем напряжений, Расстояние й определяется из соотношения р (2 )2 - (а + в), где йр - радиус эоны с безопасным уровнем напряжений, м;Ь/2 - полупролет выработки, проводимой по пласту, м; работки угольных месторождений, проведение горноподготовительных выработок по выбросоопасным пластам, Сущность изобретения: а проектном контуре горной вы-. работки, проводимой с присечкой породы по выбросоопасному пласту, проходят опережающим забоем полевую выработку над угольным пластом. Между полевой выработкой и угольным пластом оставляют породный предохранительный слой толщиной не менее мощности угольного пласта, Затем иэ долевой выработки осуществляют мероприятия по снижению аыбросоопасности пласта. Расширение выработки до проектного сечения производят в зоне неупругих де Формаций предохранительного породного слоя. 4 ил.- участок пласта, находящийся в зоне с безопасным уровнем напряжений, м;а - приведенный радиус разгрузочной выработки, м;щ - мощность пласта,м (а,с.СССР Ь.1550169, Е 21 Е 5/00, 1990 г.), 3При этом забой разгрузочной выработ- О ки опережает забой выработки по угольному пласту на величину, равную расстоянию от контрольной скважины, в которой зафик еанй сирована невыбросоопасная ситуация, до забоя полевой выработки,Недостатком данного способа является невысокая надежность предотвращения выбросов угля и газа, т.к,вследствие неоднородности угольного пласта и вмещающих дород, искажающей характер перераспределения напряжений в массиве, и отсутствие противовыбросных мероприятий1763676 3 4существует вероятность развязывания ругих деформаций и выполняют противогазодинамического явления при проведе-. выбросные мероприятия на угольном плании выработок,по угольному пласту из-за стечерезпородныйслойнаучасткеотзабоя йларушения его дегазации. передовой выработки до границы зоны полНаитбалее близким по технической сущ ного Формирования предельно-напряженности и достигаемому результату является ного состояния слоя, э контроль способ проведения горных выработок сме- эффективности противовыбросных меропшанным забоем по выбросоопасному пла- риятий и расширение выработки до проектСту, заключающийся в опережающей ного сечения осуществляют в зоне выемке защитного слоя и разгрузочной по неупругих деформаций породного слоя.лости, выходящей зэ контур выработки, и На фиг, 1 представлена общая технолопоследующей выемке выбросоопаснаго гическая схема осуществления способа; на пласта. Причем проходку опережающего фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; нэ фиг. 3 -слоя и разгрузочной полости производят расположениескважин и датчиков для конпод защитой временно оставляемой предо тролясостояния породного слоя по упругим хранительной пачки, которую затем выни- характеристикам массива в сечении Б-б на мают вместе с выбросоопасным пластом, фиг,1; на фиг. 4- расположение дегазэционоставляя при этом неснижаетмое опереже- ных скважин в сечении Вна фиг.1, ние защитного слоя, равное радиусу эффек- Из условий безопасного проведения потйвного разгрузочного влияния 20 левой выработки "Инструкция по безопас опережающей полости(а.с.СССР %560068; ному ведению горных работ на пластах,Е 21 Г 5/00, 1977 г.). опасных по внезапным выбросам угля, поНедостатком данного способа является роды и газа", М)4 ГД им, А,А,Скочинского,возможность развязывания газодинамиче г,) наиболее характерными являются ского явления в процессе образования опе следующие параметры способа;режающей защитной полости из-за К - расстояние от угольного пласта до возникающихвысокихдинамическихнагру- почвы полевой выработки, определяющее зок и отсутствия контроля за состоянием условиесамовскрытия пласта;породного слоя; К недостатку также отно- О - дина участКа угольного пласта в сится значительная задержка во времени 30 зоне частичного предельно-напряженного ,(несколько часов) междуобрэзовэНием опе- состояния, характеризующая потенциальрежающей защитной полости и выемкой вы- ную выбросоопасность пласта;бросоопасного угольного пласта, что Е 2 - длина участка угольного пласта в значительно ухудшает процесс перераспре- зоне предельного напряженного состояния, деления напряжений в прйзабойной части 35 соответствующая состоянию массива с отвыработок и, как следствие, не исключается сутствием потенциальной выбросоопасно возможность возникновения газодинами- сти.ческого явления, . Способ осуществляется следующим обЦелью изобретения является повыше- разам. Предварительно научасткепроведение безопасности горных работ путем 40 ния выработки 1 отбирают образцы проб обеспечения, упругого состояния предо- горной породы, на которых по известным хранительного породного слоя над уголь- общепринятым методикам определяются ным пластом,: пределы прочности на сжатие и угол внутДля достижения поставленной цели в реннего трения, на основании которыхспособе проведения горных выработок по 45 рассчитывается"зона предельно-напряженвыбросоопасным угольным пластам, вклю- ного состояния вокруг выработки, напри- чающем проведение полевой опережающей мер, по формуле:выработки над угольным пластом составов.,- 2 29 -оси + 1/Ы ниеммежду выработкой и пластом дородно- "Р Т+Х фьОсжго предохранительного слоя, проведение 50 гдето р-радиусзоны предельно-напряжен.противовыбросных .мероприятий и конт ного состоянияроль их эффективности, расширение выработки до проектного сечения за счет выемки Осж,Осж- пределы прочности горных по-породного предохранительного слоя и вы- Род на сжатие;бросоопасного угольного пласта, указан У- плотность горной породы;.ный породный слой формируют толщиной Н - глубина заложения выработки;не менее мощности угольного пласта, опре- д -- ,р - угол внутреннего трения,3деляют размеры зоны полного формирова- - ЩРния предельно-напряженного состояния в Пополучземомузначениювеличинызопородном слое и размеры зоны его неуп- ны предельно-напряженного состояния определяется возможность обеспечения полного устранения выбросоопасности иэ условия, что:Йпр2 п 1+ Вь,где в - мощность пласта, м;Вь - радиус выработки, м.Далее в направлении проведения выработки 1 осуществляется проходка опережающей полевой выработки 2 с оставлением породного слоя 3 между почвой полевой выработки 2 и угольным пластом 4. Толщина породного слоя К принимается не менее мощности угольного пласта 4,Проведение выработки 1 может осуществляться как механизированным, так и буро-взрывным способом. При отходе полевой выработки 2 не менее чем на 10 метров в ее приэабойной части у стенок выработки через породную толщу 3 на угольный пласт 4 бурятся параллельно скважины 5, в которые вводятся датчики упругих волн б (в одну - источник упругих колебаний, в другую - приемник), Перемещая их одновременно по глубине скважин 5,измеряют скорость распространения упругих колебаний и их интенсивность, по которым устанавливают зоны,.различные по напряженности, а следовательно, и по степени деформирования. Участок массива от почвы выработки, на котором наблюдаются понижение значения скоростей распространения упругих колебаний и повышение значения затухания интенсивности, находится в предельно-напряженном состоянии. По полученным значениям уточняется выполнение условия устранения выбросоопасности угольного пласта 4,По мере продвигания полевой выработки 2 на каждом цикле подвигания 7 производятся повторные Определения размеров зоны предельно-напряженного состояния.При достижении зоны предельно-напряженного состояния кровли угольного пласта 4 измерения прекращают и это расстояние от забоя полевой подготовительной выработки принимают за участок выбросоопасного угольного пласта, находящегося в частично предельно-напряженном состоянии, длина которого составляет О. На установленном участке1 через породную толщу 3 производят обработку угольного плаота 4 противовыбросными мероприятиями. При использовании, например, дегазационных скважин 8 они бурятся у стенок полевой выработки 2 на угольный пласт 4 с учетом радиуса их эффективного действа йэф, определяемого нормативным способом (" Инструкция.", стр.108-110), Скважины 8 должны располагаться в угольном пласте 4 .таким образом, чтобы они выходили за проектный контур выработки 1 на расстояние не более, чем радиус их эффективного дей ствия йэф. При дальнейшем подвигании выработки 2 скважины 8 бурятся после каждого цикла подвигания выработки 2. После обработки пласта осуществляют проведение выработки 1 полным сечением путем 10 расширения сечения полевой выработки 2за счет выемки породного слоя 3 и угольного пласта 4, При этом проведение выработки 1 полным сечением начинают производить с расстояния не менее чем за один цикл с 15 учетом неснижаемого опережения от границы эоны частично предельно-напряженного состояния массива Ь. Перед каждым циклом расширения выполняют контроль эффективности противовыбросных мероприятий по 20 динамике начальной скорости газовыделенияиз шпуров 9, при которомнеснижаемое опережение должно составлять не менее 1,3 м,Преимущество настоящего способа посравнению с прототипом заключается в по вышении безопасности проведения горныхвыработок по выбросоопасным угольным пластам.Фо рмула изобретен ия30Способ проведения горных выработокповыбросоопасным угольным пластам,включающий проведение полевой опережающей выработки над угольным пластом с35 оставлением между выработкой и пластомпородного предохранительного слоя, проведение противовыбросных мероприятий Сконтролем их эффективности, расширениевыработки до проектного сечения за счет40 выемки породного предохранительногослоя и выбросоопасного угольного пласта,о т. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения безопасности горных работ путем обеспечения упругого состояния предо 45 хранительного породного слоя, указанныйпородный слой формируют толщиной не менее мощности угольного пласта, определяют размеры зоны полного формированияпредельно напряженного состояния в по 50 родном слое и размеры зоны его неупругихдеформаций и выполняют противовыброс-ные мероприятий на угольном пласте черезпородный слой на участке от забоя передовой выработки до границы полного форми 55 рования предельно напряженногосостояния слоя, а контроль эффективностипротивовыбросных мероприятий и расширение выработки до проектного сеченияосуществляют в зоне неупругих деформаций породного слоя,т", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3439 ВНИИП фиг, 1б-Б Тираж Подпосударственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб исноеоткрытиям

Смотреть

Заявка

4852124, 01.06.1990

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЗАЙДЕНВАРГ ВАЛЕРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ, ВАЙНШТЕЙН ЛЕОНИД АБРАМОВИЧ, МАЕВСКИЙ ВАЛЕРИЙ СТЕФАНОВИЧ, АГАФОНОВ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ, ХОРУНЖИЙ ЮРИЙ ТИМОФЕЕВИЧ, ПУДАК ВАЛЕНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ, ЛУНЕВ СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21F 5/00

Метки: выбросоопасным, выработок, горных, пластам, проведения, угольным

Опубликовано: 23.09.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1763676-sposob-provedeniya-gornykh-vyrabotok-po-vybrosoopasnym-ugolnym-plastam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ проведения горных выработок по выбросоопасным угольным пластам</a>

Похожие патенты