Способ ведения горных работ на угольных пластах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЗОА 1 1 18(5)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) АТЕНТНОЕ РЕТЕНИЯ ОПИСАН АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ горному делу ри подземной , склонных к горной проспользовано альных пласким явлени 11,2 =1" О,е 1 - средний разм бойной части пла ктору горного дав2(7 (2) р зоны разгрузки приа в очистном забое по ения;(56) 1, Инструкция по безопасному ведениюгорных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, М.,1989, с. 61,2, Якоби О. Практика управления горным давлением. М.; Недра, 1987, с. 110 - 113,(54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ(57) Изобретение относится ки может быть использовано иразработке угольных пластов Изобретение относится мышленности и может быт при подземной разработке стов, склонных к газодинами ям.Цель изобретения - повышение безопасности и снижение трудоемкости горных работ путем пространственного согласования в горном массиве местоположения забоев очистной и подготовительных выработок.Цель достигается тем, что согласно заявляемому способу ведения горных работ на угольных пластах, включающему проведение очистных и подготовительных выработок с контролем параметров динамической составляющей горного давления, забои подготовительных выработок поддерживают на таком расстоянии от линии очистного забоя, чтобы они постоянно находились в зоне наименьших значений газодинамическим явлениям, Сущность изобретения: с целью повышения безопасности горных работ и снижения их трудоемкости обеспечивают пространственное согласование в горном массиве линии очистного забоя (ЛОЗ) и забоев подготовительных выработок (ЗПВ). Для этого ЗПВ постоянно поддерживают в зонах наименьших значений динамической составляющей горного давления от ведения очистных работ, Расстояние до центра этой зоны впере. ди ЛОЗ принимают равным среднему размеру(СР) шага осадки основной кровли, а позади ЛОЗ - СР зоны разгрузки его призабойной части пласта по фактору горного давления, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. динамической составляющей горного дав- Я ления, при этом расстояние до центра этой зоны впереди линии очистного забоя принимают равным среднему размеру шага осадки основной кровли, а позади нее - среднему размеру зоны разгрузки его при- С) забойной части пласта по фактору горного С) давления, Границы зоны впереди линии () очистного забоя определяют по формуле ( )01,2 = 1-+О 8201. (1) Огде- средний размер шага осадки основной кровли;и - средне квадратическое отклонение размера шага осадки основной кровли, а позади линии очистного забоя - по форму- ле0 1 - среднеквадратическое отношение размера эоны разгрузки.Заявляемый способ обладает единством приемов, тесно взаимосвязанных друг с другом, их связь носит устойчивый характер, и в результате этой взаимосвязи у способа появились новые свойства, не присущие приемам в разобщенности. Отсутствие одного иэ признаков общей совокупности не позволяет достичь цели. Такими техническими особенностями не обладает ни один из известных способов, что соответствует критерию "существенные отличияя". Достижение цели соответствуеткритерию "положительный эффект", а наличие отличительных от прототипа признаков - критерию "новизна".На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа ведения горных работ, где 0 =- 1(х) - реализация динамической составляющей горного давления; у Н - гидростатическое давление; С - средний размер шага осадки основной кровли; - средний размер зоны разгрузки по фактору горного давления; 2 - забой вентиляционного штрека; 2 - линия очистного забоя; 3 - забой откаточного штрека; а - точка наименьшего значения динамической составляющей горного давления позади линии очистного забоя; о - точка наибольшего значения динамической составляющей горного давления впереди линии очистного забоя; б - точка наименьшего значения динамической составляющей горного давления впереди линии очистного забоя,Способ осуществляют следующим образом. При проведении горных работ на уголь. ном пласте контролируют параметры динамической составляющей горного давления (параметры волны Вебера): размер шага осадки основной кровлии размер зоны разгрузки в призабойной части горного массива по фактору горного давления 1. Размер шага осадки основной кровли контролируют по динамической реакции горного массива в очистном забое (усиление давления на приэабойную крепь, повышение газовыделения в моменты осадки основной кровли и др.). Размер зоны разгрузки в призабойной части горного массива контролируют или по изменению параметров газовой реакции, регистрируемых по длине шпуров, пробуренных из очистного забоя в глубину массива, или по изменению мощности акустического сигналов по длине этих шпуров в процессе их бурения, В обоих Случаях за размер эоны разгрузки по фактору горного давления принимают такое расстояниеот груди забоя в глубину массива, на котором устойчивое падение параметров сигналов сменяется их ростом,5 По результатам контроля определяютсредний размер шагаосадки основнойкровли и величину среднеквадратическогоотклонения от него сг, средний размер зоны разгрузкиТи величину среднеквадрати 1 О ческого отклонения оь Для определенияуказанных величин используют пять - семьзамеров параметрови 3, Больший объеммассива данных (Ц и Щ нежелателен из-затого, что забои подготовительных вырабо 15 ток необходимо как можно быстрее пространственно согласовать с линиейочистного забоя, а меньший - из-за резкоевозрастающей ошибки оценивания данныхвеличин,2 О Забои вентиляционного 1 и обкаточного 3 штреков в процессе дальнейшего ведения горных работ поддерживают на такомрасстоянии от линии очистного забоя 2, чтобы они постоянно находились в зонах наименьших значений динамическойсоставляющей горного давления 0= т(х), т.е,в области точки а или точки б соответственно, Границы эоны наименьших значений динамической составляющей горногоЗО давления впереди линии очистного забоя 2определяют по формуле (1).Границы зоны наименьших значенийдинамической составляющей горного давления позади линии очистного забоя 2 опре 35 деляют по формуле(2).Обоснование отличительных признаков.Ведение очистных работ на угольныхпластах порождает в горном массиве волну4 О Вебера - динамическую составляющую горного давления. Эта волна фиксируется каквпереди, так и позади линии очистного забоя. Параметры волны Вебера не формируются произвольно, Ее период определяется45 размером шага осадки основной кровли.Особенность этой волны состоит лишь втом, что в моменты времени, предшествующие осадке кровли, она выражена более явно, а после осадки - менее явно. Эта волнабО формируется очистным забоем и движетсявместе с ним по горному массиву, ритмичнопульсируя по мощности реализации и затухая по мере удаления от очистного забоя.Нахождение забоев подготовительных55 выработОк в зоне положительных полупериодов этой волны нежелательно, так как этиположительные полупериоды акцентируютпроявление случайных факторов в горныхработах, вызывая рост частоты и интенсив 180003025 выработок может лишь локализоваться в области точек а и б, но абсолютно жестко под 35 40 ности динамических явлений в забоях. Нахождение забоев подготовительных выработок в зоне отрицательных полупериодов наиболее благоприятно, так как помимо снижения частоты и интенсивности динамических явлений это способствует снижению трудоемкости работ по возведению и креплению выработок. Вблизи линии очистного забоя отрицательные полупериоды волны Вебера выражены наиболее явно, Поэтому в зонах экстремумов этих первых полупериодов волны Вебера располагать забой откаточного и вентиляционного штреков в разрезных лавах наиболее благоприятно: это точки а и б на чертеже.Пространственное согласование забоев подготовительных и очистных выработок обеспечивает поддержание системных признаков функционирования выемочного участка, его целостности. Однако это поддержание принципиально не может быть жестко детерминированным, поскольку выемочный участок реализуется как целостная совокупность разномасштабных динамических вероятностных горно-технологических процессов, Иначе говоря местоположение забоев подготовительных держиваться в них никогда не может. По этой причине в предлагаемом способе поддержание пространственной согласованности забоев в очистной и подготовительных выработках регламентировано не жестко, а ориентировано на повышение показателей добротности. Согласно этим показателям рациональными областями локализации забоев подготовительных выработок считаются такие зоны, в рамках которых функции плотности распределения контролируемых величин (. исоответственно) уменьшаются не более чем в 2 раз от максимального значения. При нормальном законе распределения контролируемых величин это требование равносильно выделению зон их локализации в +0,82 о. и+ 0,82 стсоответственно.Пример реализации способа,Способ опробировали в условиях 5 зап. лавы пл, Ь 1 о шахты Глубокая ПО "Донецкуголь". Вентиляционный штрек этой лавы возводился вслед за линией очистного забоя, а откаточный опережал ее. В процессе отработки первых 200 м шахтопласта, исключая первичную осадку основной кровли, по проявлению динамической реакции горного массива контролировали размер шага осадки основной кровли. По результатам ,контроля определили . = 45 м и о. = 5 м. 5 10 15 20 45 50 55 Одновременно по изменению начальнойскорости газовыделения по длине шпуров,пробуренных из очистного забоя в глубинумассива, контролировали размер зоны разгрузки в призабойной части пласта. По результатам этого контроля определили= 5,0и д=1,5 м.При последующей обработке шахтопласта местоположение забоев откаточного ивентиляционного штреков скорректировалитаким образом, чтобы они постоянно находились в зоне наименьших значений динамической составляющей горного давления.Границы этих зон определяли по формулам(1) и (2). Впереди забоя= 45 + 0,825=49 м;2 = 45 - 0,82 5 = 41 м, Позади забоя1 = =5+ 1,2 = 6,2 м и 2 = 5 - 1,2 =. 3,8 м.Такое решение при отработке шахтопласта обеспечило наименьшее проявлениеего выбросоопасности в забое откаточногоштрека и снизило трудоемкость работ повозведению и креплению вентиляционногоштрека, т.к, привело к повышению безопасности горных работ и снижению их трудоемкости,Формула изобретения1. Способ ведения горных работ наугольных пластах, включающий проведениеочистных и подготовительных выработок сконтролем параметров динамической составляющей горного давления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениябезопасности и снижения трудоемкостигорных работ путем пространственного согласования в горном массиве местоположения забоев очистной и подготовительнойвыработок, забоя подготовительных выработок поддерживают на расстоянии от линии очистного забоя с возможностью ихпостоянного нахождения в зоне наименьших значений динамической составляющейгорного давления, при этом расстояние до,центра этой зоны впереди линии очистногозабоя принимают равным среднему размеру шага осадки основной кровли, а позадилинии очистного забоя среднему размерузоны разгрузки его призабойной части пласта по фактору горного давления.2. Способ по и, 1, отл ич а ю щи йс ятем, что границы зоны впереди линии очистного забоя определяют по формуле1,2 =1+0,820,где- средний размер шага осадки основной кровли;щ, - среднеквадратическое отклонениеразмера шага осадки основной кровли, а позади линии очистного забоя по формуле:1,2 = +0,82 О ,1800030 ектор З.Садко Реда з 1144 Тираж ПодписноеВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гага 10 где - средний размер зоны разгрузки призабойной части пласта в очистном забое пофактору горного давления; Соста Техред о - среднеквадратическое отклонениеразмера зоны разгрузки,ь оргента