Способ разработки крутых выбросоопасных пластов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 15 Е 21 С 41/ ЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ разработки крутых выбросоопасных угольных пластов, и может быть использовано для извлечения угля из пластов, выемка которых известными способами весьма затруднительна или вовсе невозможна, Сущность изобретения: совмещают во времени и пространстве зоны повышенной выбросоопасности и места вскрытия угольного пласта выемочным квершлагом, для чего впереди лавы на вышележащем пласте определяют длину зоны опорного давления по простиранию, а вскрытие выбросоопасного угольного пласта квершлагом осуществляют на расстоянии от проекции очистного забоя вышележащего пласта, определяемом из м соотношения. 2 ил. и инститгтови КФ,Техноло х ископае ой ея подзем ых. - М.: ство СС978.КРУТЫХ носится к г но к спосо Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам разработки крутых выбросоопасных угольных пластов, и может быть использовано для извлечения угля из пластов, выемка которых известными способами весьма затруднительна или вовсе невозможна,Известен способ разработки крутых выбросоопасных пластов 1) с использованием эффекта защитного действия, возникающего при опережающей выемке пластов, залегающих в непосредственной близости от выбросоопасных. Сущность способа заключается в том, что первоначально осуществляют выемку защитных пластов, а затем на защищенных участках ведут разработку выбросоопасного пласта.Основным недостатком способа является то, что эффект защитного действия возникает лишь при сравнительно небольшом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ БРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ (57) Использование: способ о ной промышленности, а име Ы, 1776793 А 1 расстоянии между пластами, практически при надработке не более 50 - 60 м, а в некоторых случаях еще меньшем, При больших междупластьях защита от выбросов необеспечивается из-за недостаточной разгрузки и дегазации выбросоопасного пласта. Поэтому разработка тонких пластов невозможна без выполнения дорогостоящих и не всегда эффективных локальных способов предупреждения выбросов,Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является известный способ разработки крутых выбросоопасных пластов 2), который принят в качестве прототипа,Сущность способа-прототипа заключается в том, что в почве выбросоопасного пласта проводят полевой транспортный и вентиляционный штреки. которые соединяют сбойками. С вентиляционного штрекапромежуточными квершлагами вскрывают пласт. Расстояние между квершлагами определяют, исходя иэ намеченного обьема добычи за один выброс. С вентиляционного горизонта до транспортного по пласту бурят скважины, оконтуривающие выемочные столбы по падению. Из транспортного штрека проводят квершлаг к середине выемочного столба с оставлением породной 10 пробки, затем бурят шпуры из забоя квершлага через породную пробку на всю мощность пласта и производят сотрясательное взрывание, провоцируя выброс угля и газа в транспортный штрек, после чего отсасывают газ и транспортируют уголь, напри мер, гидросмывом. После уборки угля в квершлагах устанавливают герметические перемычки.Основной недостаток способа состоит в низкой эффективности разработки пласта иэ-за того, что не всегда после вскрытия пласта провоцируется выброс угля и газа,20 Повторить выемку пласта таким способом вероятностный характер, а кроме того вскрытый квершлагом участок пласта после этого теряет выбросоопасность, разрушаясь и дегазируясь. Запасы вскрытого участка пласта между скважинами остаются неизвлеченными и практически теряются. Общие потери угля в этаже при использовании способа-прототипа могут достигать 7030 80. Помимо этого затраты на проведение квершлагов на участок, где выброс не произошел, оказываются бесполезными, а этоудорожает себестоимость угля, добываемого данным способом. 40 Цель изобретения - снижение затрат на проведение выемочных квершлагов за счетсовмещения во времени и пространстве зоны повышенной выбросоопасности и меставскрытия пласта. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, содержащем проведение полевых штреков, выемочных квершлагов, выемку лавой смежного вышележащегопласта, провоцирование выброса при вскрытии пласта и уборку выброшенного угля, впереди лавы определяют длину зоны 50 опорного давления по простиранию, а вскрытие выбросоопасного пласта квершлагом осуществляют на расстоянии от проекции очистного забоя вышележащего пласта 55 определяемом иэ соотношения вскр ода х(0,10,3),8 ыемка смежного вышележащего пласта лавой известна (см. например, Бурчаков на вскрытом участке не представляется воз можным, так как природная выбросоопас ность носю зональный, а следовательно, иА.С. и др. Процессы подземных горных работ, - М.; Недра, 1982, с. 189 - 195),Определение впереди лавы длины зоныопорного давления по простиранию известно (смнапример, Черняк И.Л. Механикагорных пород, - М.: иэд, М ГИ, 1973).Осуществление вскрытия выбросоопасного пласта выемочным квершлагом известно (смнапример, прототип),Новым в способе является то, что вскрытие выбросоопасного пласта выемочнымквершлагом осуществляется на расстоянииот проекции очистного забоя вышележащего пласта (впереди лавы), определяемом изсоотношениявскр =(0,1".0,3) акоп. При такомпорядке ведения работ вскрытие пластакаждый раз производят в зонах повышенного горного давления (ЗПГД), обусловливаемого согласованным введением очистныхработ на смежном пласте, залегающем вкровле опасного по выбросам. Максимальная величина горного давления в этой зоненаходится от проекции забоя лавы на расстоянии именно (0,10,3)оп. Следовательно, фактор. повышенного горного давленияпо мере подвигания лавы существенно увеличивает степень выбросоопасности повсей площади пласта в пределах этажа. Этогарантирует возникновение и протеканиевыброса при каждом провоцировании путем вскрытия пласта выемочным квершлагом, вследствие чего используется каждыйквершлаг, что снижает затраты на добычу .угля по сравнению с прототипом. Так. каквыброс происходит в каждом вскрываемомучастке пласта, то снижаются потери угля, аследовательно, повышается в целом эффективность разработки, чем достигается поставленная цель изобретения.Заявленный способ от известных существенно отличается тем, что производят выемку лавой смежного вышележащегопласта, определяют впереди лавы длину зоны опорного давления 1 Оп попростираниюи осуществляют вскрытие выбросоопасногопласта выемочным квершлагом на расстоянии от проекции очистного забоя вышележащего пласта, определямом изсоотношения воскр = (0,10,3) М, При такомсоставе и очередности выполнения операций в горном массиве в пределах зоны опорного давления на выбросоопасном пластепо мере подвигания лавы возникают физические условия, способствующие существенному увеличению степенивыбросоопасности на всей площади пластав пределах этажа, и это условие целенаправленно используется для извлечения угля путем провоцирования выбросов.1776793 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поскольку производят выемку лавой смежного вышележащего пласта, то этим обеспечивают возникновение и действие опорного давления на выбросоопасном пласте.Так как определяют впереди лавы длину зоны опорного давления оп по простиранию, то получают конкретную информацию о размерах и месторасположения зоны повышенной выбросоопасности.В связи с тем, что осуществляют вскрытие выбросоопасного пласта выемочным квершлагом на расстоянии от. проекции очистного забоя вышележащего пласта, определяемом из соотношения воскр :(0,1",0,3) оп, то этим обеспечивают совпадение во времени и пространстве зоны повы.- шенной выбросоопасности и места вскрытия пласта и гарантируют "выемочный" выброс угля и газа Поэтому предложенный способ отвечает критерию "существенные отличия".На фиг, 1 показан разрез по двум смежным пластам в горизонтальной плоскости на участке выемки лавой вышележащего пласта а 2 и в месте проведения выемочныхквершлагов на выбросоопасный пласт а 1 довыброса; на фиг, 2 - то же после выброса.П р и м е р. Способ осуществляется следующим образом.В крыле этажа шахтного поля выбрали два крутых смежных пласта а 1 и а 2, из которых а 1 - выбросоопасный. Расстояние между пластами равно 25 м. Выемку пласта а 2 осуществляют лавой 1, впереди которой возникает зона опорного давления 2. С использованием известного метода измерения сдвижений по контурным реперам впереди лавы 1 в транспортном штреке замеряли сдвижения и установили, что длина зоны опорного давления от забоя лавы 1 равна 53,5 м.В почве пласта а 1 провели полевой штрек 3, из которого прошли квершлаг 4 и оставили породную пробку между забоем квершлага и почвой пласта а 1 толщиной пр== 3.0 м. В забое квершлага 4 на пласт а 1пробурили шпуры 5 до пересечения их спородами кровли пласта а 1. На расстоянии от проекции 6 забоя лавы 1 на пласт, равном 10,7 м (приняли это расстояние равным 0,2 1 оп 0,2 53,5 - 10,7 м),произвели заряжание шпуров 5 и осуществили сотрясательное взрывание зарядов ВВ. При этом произошел выброс угля и газа из пласта а 1 в квершлаг 4 и штрек 3. Произвели уборку выброшенного угля известным способом (например, с помощью эжектора) и оказалось, что обьем выброшенного угля равен 853 т. Дальнейшее осуществление способа производят после установления размера полости выброса по простиранию. В примере ширина полости равна 10,0 м. На расстоянии 13,0 м от квершлага 4 прошли выемочный квершлаг 7, оставив породную пробку. Затем все операции повторяются в описанном выше порядке.Так как произвели лавой 1 выемку угля на пласте а 2, то в горном массиве произошло перераспределение напряжений, впереди лавы сформировалось повышенное горное давление, называемое опорным и действующее в определенной зоне. По простиранию эта зона по данным замеров составила 53,5 м. Опорное давление распространялось в почву пласта а 2, достигало пласта а 1 и сформировало на нем зону повышенного горного давления 7, а следовательно, и зону повышенной выбросоопас.Ности,Таким образом, в результате ведения очистных работ на вышележащем пласте а 2 были созданы условия, обеспечивающие возникновение выброса на нижележащем пласте а 1. В связи с этим получили возможность проводить выемочный квершлаг в такую зону пласта, где по сравнению с обычными условиями(беэ влияния очистных работ) вероятность выброса значительно выше и близка к 1, 8 результате вскрытия пласта в режиме сотрясательного взрывания в квершлаг 4 и полевой штрек 3 произошел выброс интенсивностью 853 т угля, По сравнению с известным способом (см. а.с, СССР М 501162, Б.И. М 4, 1976), которьй принят в качестве базового варианта, заявленный способ обеспечивает снижение удельных затрат на 52 на проведение выемочных квершлагов и полевых штреков за счет повышения вероятности и интенсивности выброса. Ф ормула изобретен и я Способ разработки крутых выбросоопасных пластов, включающий проведение полевых штреков, выемочных квершлагов, выемкулавой смежного вышележащего пласта, провоцирование выброса при вскрытии пласта и уборку выброшенного угля, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения затрат на проведение выемочных квершлагов за счет совмещения во времени и пространстве эоны повышенной выбросоопасности и места вскрытия пласта, впереди лавы определяют длину зоны опорного. давления по простиранию, а вскрытие выбросоопасного пласта квершлагом осуществляют на расстоянии от проекции очи1776793 стного забоя вышележащего пласта, апре,10,3)оп, где оп - длина эоны опорногоделяемом из соотношения воскр " давления по простиранию,орозотал Корректор П.Герещ Редактор М,Кузнецо Заказ 4106 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Рроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро гарина,Составитель А Техред М.Мор Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССшская наб., 4/5