Способ возведения опережающей крепи при разработке выбросоопасных крутых угольных пластов

седней, параллельной, заранее пройденной выработками.Известен способ возведения напряженной анкероподобной крепи при проведении подготовительных выработок,включающий бурение шпуров по периметру проведенной выработки, установку в них ампул со смесью, увеличиваоцейся в объеме при твердении и их разрушение посредством введения в шпур стержня; причем ампулы со смесью устанавливают в каждый шпур от его забоя к устью в порядке уменьшения.ко 10 эффициента расширения смеси, обратно пропорционального изменению коэффициента концентрации напряжений вокруг выработки, вызванных ее проведением. Недостатки способа., определенного в качестве прототипа, следуацие: спо- щ 0соб не исключает обрушений и высыпаний угля непосредственно в процессе проведения выработок, т.к. выполняется уже после проходческого цикла и оформления забоя; способ не обеспечивает предотвращение,газодинамических явлений в результате обрушений (высыпаний) и выдавливаний угля, т,к. упроцнение нависающего массива по контуру не исключает возможности 30 развязывания выброса из глубины масси. ва; область применения способа ограничена подготовительными выработками; способ не учитывает Физическую природу развязывания внезапных обрушений и выдавливаний угля при разработке выбросоопасных крутых пластов и тем самым не обеспечивает безопас" ность ведения горных работ.цельюизобретения является повышение безопасности ведения горных работ за счет исключения обрушений и выдавливаний угля.Поставленная цель достигается за счет того, цто в способе возведения 45 опережаоцей крепи при разработке . выбросоопасных крутых угольных пластов, вклюцакщем определение коэффици-, ента концентрации напряжений с уда-, лением от .забоя, бурение шпуров. в нависающем угольном массиве по прости-. ранию пласта, размещение в них ампул со скрепляющей смесью, коэффициент расширения которой изменяется по длине шпура и разрушение ампул стержнем, дополнительно определяют размер зоны активного выдвижения угля в краевой части пласта, а бурение шпуров производят глубиной, превышающей размер этой зоны на величину извлекаемой полосы угля, при этом ампулы размещают от забоя к устью шпура в порядке возрастания коэффициента расширения смеси, обратно пропорционального коэффициенту концентрации напряжений в краевой части угольного пласта, а расстояние т между шпурами определяют из соотношенияг=Кс 1,где .К - средний коэффициент расширения скрепляющего составапо длине ййура;Й - диаметр шпура,На фиг. 1 приведена схема крепления нависающего массива в .процессеосуществления способа на разрезе попростиранию пласта); на фиг. 2 сечение А-А на Фиг, 1 (на разрезеокрест простирания пласта).Способ осуществляют следуоцим.образом.При разработке выбросоопасных крутых пластов определяют одним из известных способов аналитически илиэкспериментально) коэффициент концентрации напряжений с удалением отзабоя 1 м размер зоны 2 активноговыдвижения угля в краевой части пласта. Затем в нависающем уГольном мас"сиве 3 по простиранию пласта бурятшпуры 4,. глубиной, превышаоцей зону2 активного выдвижения на велицинуизвлекаемой полосы 5 угля за выемоч"ный цикл. О шпуры от забоя к устьюустанавливают ампулы.в порядке возрастания коэффициента расширениясмеси, обратно пропорционального ко-.эффициенту концентрации напряженийв краевой цасти пласта. Расстояниемежду шпурами определяют из соотношения где К - средний коэффициент расширения скрепляоцего состава подлине шпура;й - диаметр шпуров, м,Опробывание способа было проведено на шахте "Булавинская" ПО "Орджоникидзеугольн при разработке пластаИз Толстый-запад, гор, 490 м. Пластсложного строения, состоит из двухугольных пачек, разделенных породнымслоем, Уголь верхней пачки изменяется от средней крелостн Ло нескоро, 5 17783 НЧ типа тектонической нарушенности. Нижняя пачка угля раздроблена, 1 Ч-Ч типа нарушенности, хорошо развиткливаж, 11 ощность пласта О,85-1,25 м, Выемка уГля велась лавой с потолкоуступной формой забоя. Неустойчивый уголь пласта и отсутствие специальной крепи постоянно приводили к высыпаниям угля интенсивностью от 2 до 1 О 38 т, создавая аварийные ситуации. Нарезка технологицеских пазов оказалась невозможной. из-за слабой устойцивости угля. В качестве специальных мер была принята технология укреп ленив нависакщего массива угля в кутках уступов опережающей крепыш с применением пенополиуретанового скреплякщего состава согласно предлагаемому способу. В результате бурения контрольных шпуров для определения коэффициента концентрации напряжений по выходу буровой мелочи и тензометрицеских измерений было установлено, что коэффициент концентрации напряжений с удалением от забоя на глубине 1 м составляет 1,5, на глубине 2 м - 2; на глубине 3 м - 3, а размер зоны активного выдвижения угля составляет 1,8 м, При ширине полосы 30угля, извлекаемой за выемоцный цикл 0,9 м, минимальная глубина шпуров составляла 2,7 м. Для возведения опережакщей крепи бурили шпуры глубиной 3 м, в которые помещали ампулы со 35 скрепляющим составом, причем на тре- . тьем, от забоя, метре шпура устанавливали три ампулы с коэффициентом расширения 8, на втором метре - три ампулы с коэффициентом расширения б, ц) на первом метре - три ампулы с коэффициентом расширения 4. Т.е, ампулы устанавливали от забоя к устью шпура в порядке увеличения коэффициента расширения смеси, обратно пропорцио нального коэффициенту концентрации, напряжений в краевой цасти пласта,Испытание предлагаемого способа обеспечило доработку пласта до тех нических границ шахтного поля без БО обрушений и выдавливаний угля.Использование предлагаемого способа исключает значительное обнажение угольного массива при выбуривании паза, что, в свою очередь, исклю- сд чает обрушения (высыпания) угля. Возводимая, согласно предлагаемому способу, опережакщая крепь препятствует выдвижению краевой части пласта.,12позволяет локализовать и предотвратить развязырание выброса или выдавливания угля. Согласно предлагаемому способу, опережакщую крепь можно возводить в любой выработке, где есть возможность пробурить в забое шпуры, т.е. в отличие от прототипа, способ применим не только в подготовительных, но и в нарезных или очистных выработках, что расширяет область применения способа. Кроме того, бурение нескольких шпуров для возвепения опережающей крепи, по сравнению со сплошнь 1 м выбуриванием паза по всей мощности пласта, позволяет значи;тельно снизить трудоемкость выполнения работ в забое, что позволяет получить экономический эФФект 0,15- 0,25 руб/т. О среднем, по предварительным расчетам, возможный годовой экономический эффект по одному забою составляет 6-8 тыс. руб. на одну лаву.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с аналогами и прототипом позволяет с использованием новых признаков, учитывающих Физические процессы, протекающие внависающем массиве угля, повысить безопасность горных работ путем исклю; чения обрушений и выдавливаний угля и расширить область применения способа в оцистньх и нарезных (монтажные ниши щитовых лав) выработках,Формула изобретенияСпособ возведения опережающей кре- пи при разработке выбросоопасных крутых угольных пластов, включающий определение коэффициента концентрации напряжений с удалением от забоя, бурение шпуров в нависающем угольном массиве по простиранию пласта, размещение в них ампул со скрепляющей смесью, коэффициент расширения котсрой изменяется по длине шпура, и разрушение ампул стержнем, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто, с целью повышения безопасности ведения горных работ путем исключения обрушений и выдавливаний угля, дополнительно определяют размер зоны активного выдвижения угля в краевой части пласта, а бурение шпуров производят глубиной, превышающей размер этой зоны на величину извлекаемой полосы угля, при этом ампулы размещают от забоя к устью шпура в порядке возрастания коэффициента расширения смеси, обрат"