Способ разработки выбросоопасных угольных пластов

)5 ЗОБР АНИЕ НТ К БРОСОО оси ыть исуго ыемко ости зд та опреку угляающимиил,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР)(71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела и Донбасский комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт(73) Украинский государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела (56) Авторское свидетельство СССР М 934005, кл, Е 21 С 41/18, 1982.Авторское свидетельство СССР М. 901567, кл. Е 21 Р 5/00, 1982. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутых угольных пластов.Известен способ выемки выбросоопасных угольных пластов, включающий оценку выбросоопасности пласта, определение размеров выбросоопасной и неопасной зон по всей длине очистного забоя, выемку механизированным комплексом и разгрузку выбросоопасного ыассива путем одновременной выемки угля с опережением в неопасной зоне по крайней мере на два цикла, а после прохода оп;сной зоны, очистной забой выравнивается,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ механизированной выемки полезного ископаемого, включающий контроль за с стоянием выбросоопасности пласта путем измерения(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ВЫПАСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ(57) Использование: изобретение ок горной промышленности и можетпользовано при разработке крутьных пластов. Сущность: передочередной полосы угля на поверхбоя по наиболее слабой пачке пласделяют прочность угля, а выемпроизводят заходкамч, не превышвеличину зоны разгрузки, 4 табл., 2 сейсмоактивности пласта и подачу выемочного механизма вдоль линии очистно 1 о забоя, Контроль за выбросоопасностьюаваЬ осуществляют в процессе подачи выемочного механизма, при этом для каждого пласта 00 предварительно осуществляют зависимость , К,) сейсмоактивности пласта от скорости под- С) ачи выемочного механизма в опасных и не- ) опасных зонах, по которой устанавливают ( ) критический уровень сейсмоактивности, а подачу выемочного механизма производят с со скоростью, при которой сейсмоактив- фф ность пласта ниже ее критического уровня САНедостатком этого способа является низкая производительность выемки, сбусловленная вынужденными периодическими остановками угольногс комбайна в зо 1 ах с повышенной выброссопасностью, Кроме того известный способ не учитываетизическую природу разв вызывания внезапныхвыбросов при разработке крутых пластов,поскольку изменяющаяся структура пластаи вмещающих пород варьирует критическую сейсмоактивность в очень широкихпределах, тем самым не обеспечивается 5безопасность ведения горных работ.Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности выемки угля на пластах, опасных повнезапным выбросам угля и газа, при обеспечении безопасности ведения горных работ,Поставленная цель достигается тем, чтов способе разработки выбросоопасныхугольных пластов, основанном на контроле 15за состоянием выбросоопасности угольногопласта и выемке угля механизированнымкомплексом полосами вдоль линии очистного забоя, перед выемкой очередной полосыугля на поверхности забоя по наиболее слабой пачке пласта определяют прочность угля, а выемку угля производят заходками, непревышающими величину зоны разгрузки,определяемую из соотношениядо ор.иб1 =4,19 ( ) + К, (1)где гп - мощность пласта, м;ойдо - поверхностная прочность угля,МПа;К - поправочный коэффициент, учитывающий литологический состав пласта,Способ осуществляют следующим образом.Перед каждым циклом выемки очередной полосы угля определяют величину зоны 35разгрузки по прочности угля на поверхности очистного забоя, рассчитывая ее с учетом мощности пласта по формуле (1), Затемпроизводят выемку угля механизированным комплексом полосами вдоль линии очистного забоя на глубину, не превышающуювеличину разгруженной зоны, В природныхусловиях весьма редко встречаются пластыпростого строения Пласты угля, опасные повнезапным выбросам, чаще других характеризуются сложностью структуры, наличиемпачек и пропластков с резко отличнымипрочностными характеристиками. Напряженное состояние угольного пласта неоднородного по мощности сводится к 50установлению превалирующего влиянияпрочностных характеристик отдельных пачек. Наименьшее из напряжений и будетнаиболее вероятным для рассматриваемогопласта, а, следовательно, определять зону 55разгрузки, Таким образом, при сложномстроении пласта корректируют величину зо-.ны разгрузки, для чего вводят поправочныйкоэффициент К, Коэффициент К определяютбурением по наиболее слабой пачке и регистрацией резкого повышения прочности угля, Затем сравниваем полученной величины зоны разгрузки с вычисленной по формуле (1) определяют поправочный коэффициент К, При очередном изменении литологического строения пласта поправочный коэффициент К определяют заново.В табл. 1, 2, 3 и 4 приведены результаты шахтных измерений зоны разгрузки, причем видно, что одни и те же пласты имеют зону разгрузки отличающуюся от расчетной на одну и туже величину, которая и является коэффициентом поправки К.На фиг, 1 представлен график зависимости разгруженной зоны от поверхностной прочности угля и мощности пласта; на фиг, 2 - зависимость прочности угля от длины скважины (начиная от устья) в различных точках лавы, где а) - измерения проводились в 20 м ниже вентиляционного штрека; б) в 35 м ниже вентиляционного штрека; в) в 50 м ниже вентиляционного штрека; г) в 65 м ниже вентиляционного штрека,Известно, что снижение уровня напряжений в краевой части угольного пласта и ее дегазация происходит вследствие деформирования пласта сопровождающегося смещением угля в призабойное пространство, ростом в нем трещин и как следствие созданием условий для десорбции и фильтрации газа, Косвенным признаком формирования в пласте зоны, безопасной в отношении газодинамических явлений, следует считать сближение боковых пород в призабойном п ространстве.Размеры зоны разгрузки в краевой части пласта зависят от целого ряда факторов, однако наибольшее влияние оказывают прочностные характеристики пласта и его мощность (3). С целью установления зависимости между шириной зоны разгрузки и характеристиками угольного пласта были выполнены шахтные экспериментальные исследования, включающие измерение прочности пласта по методике изложенной в работе (4) и оценку безопасной глубины выемки, регламентируемой нормативными документами (8).Результаты измерений представлены на фиг. 1. Обработка полученных данных методами математической статистики показывает, что с доверительной вероятностью 0,95 зависимость 1 = ( сг гл) описывается уравнением:-оуй 61=4,19( -) + К,П 3где в - мощность пласта, м;сГ, - прочность угля на поверхности забоя, МПа;=1 па блиц и- т=03 м а блица К - поправочный коэффициент, м.Формула изобретения Способ разработки выбросоопасных угольных пластов, включающий контроль за состоянием выбросоопасности угольного пласта и выемку угля механизированным комплексом полосами вдоль линии очистного забоя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности выемки угля при обеспечении безопасности ведения горных работ, перед выемкой очередной полосы угля на поверхности забоя по наиболее слабой пачке пласта определяют прочность угля, а выемку угля производят заходками, не превышающимивеличину зоны разгр узки, которую опреде 5 ляют из соотношенияд -0,7951=4,19( - )+ К,лгде в - мощность пласта, м;(т, - поверхностная прочность угля,10 МПа;К - поправочный коэффициент, учитывающий литологический состав пласта,Составитель А,АвербухТехред М.Моргентал Корректо едак орол Заказ 85 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101