Способ определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта и устройство для его осуществления

Союз СоветскнкСоцнапнстнческнкРеспублнк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 898097(22) Заявлено 02.1 1,79 (2 ) 2871548/22-03с присоединением заявки ЭЬ(5)М. Кл. Е 21 Г 5/00Е 21 В 17/00 Ввудврстюевй кввнтвт СССР до двлан взобретеккй н аткрнтнй(72) Авторы изобретения Донецкий государственный институт проейтированияорганизации шахтного строительства и Донецкий орденаТрудового Красного Знамени политехничесКИй инСтитутЗ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оперативной оценки определения и контроля выбросоопастности призабойной части угольного пласта.Известен способ определения безопасных эон призабойной части выбросоопасного угольного пласта, заключающийся в том, что в направлении проведения выработки поинтервально бурят шпур диаметром 42-43 мм. Не10 позднее, чем через 2-3 мин после окончания бурения измеряют скорости газовыделения, затем производят добуривание шпура на величину ивтерва1 ла и последующее измерение скорости газовыделения. За размер безопасной зоны принимают расстояние от. груди забоя в глубину массива, на котором рост или постоянство скорости газо 20 выделения сменяется его падением 11Недостатком известного способа является большая трудоемкость его осуществления, связанная с многократ ностью повторения одних и тех же операций: бурение - измерение скорости газовыделения, а также неприменимость способа в условиях удаления штыба иэ шпура при помощи продувки последнего, поскольку в этом случае вместе с буровой мелочью удаляются частицы угля, разрыхленные горным давлением, являющимся источником метановыделения.Известен буровой инструмент, пре 4- назначенный для нагнетания воды в пласт с герметизацией шпура методом заштыбовки бурового инструмента. Инструмент состоит иэ режущей коронки, патрона режущей коробки с отверотием для забора газа, с клапаном для нагнетания воды в шпур, соединенных с ним двух секций гладких буровых штанГ, к которым присоединены две секции шнековых штанг (шнековое звено) и секции гладких труб. После окончания бурения скважины осевую подачу инструмента и продувк898097сжатым воздухом прекращают, при этомшнековое звено предает оставшийсяв скважине угольный штыб в зонубезшнековой части бурового инструмента, где происходит его складирование с последующим уплотнением 12 1.Недостаток данного устройства за"ключается в отсутствии возможностиодновременного осуществления буренияшпура и измерения скорости газовыделения.Целью изобретения является снижение трудоемкости и времени на выполнение способа и повышение безопасности его осуществления. 5Цель достигается тем, что бурениешпура и измерение скорости газовыделения производят непрерывно и одновременно.Устройство, позволяющее осущест- рОвить предлагаемый способ определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта,снабжено дополнительным шнековымзвеном, установленным между бесшнековым звеном и хвостовиком.На фиг, 1 представлено устройство для определения и контроля выбросоопасности, вид сбоку с частичнымразрезом, на фиг. 2 - разрез А-А на Юфиг. 1,Определение и контроль выбросоопасности призабойной части угольного пласта производят следующим образом. 35В направлении проведения выработки полой буровой штангой бурят шпур,полость штанги соединяют с приборомдля измерения скорости газовыделенияи при неизменном размере фильтрующей камеры производят непрерывноеизмерение скорости газовыделения.При достижении буровой штангой точкив пласте, в которой рост или постоянство скорости газовыделения сменяются падением, бурение прекращают. Бурение шпура производят устройством длиной 3,5-4,5 м, которое состоит из режущей коронки 1, установленной в патроне 2, передней шнеко О вой части 3 длиной 0,2-0,3 м, связанной одним концом с патроном 2, а другим - с бесшнековой частью 4 длиной 0,2-0,3 м, которая, в свою очередь, связана с задней шнековой 55 частью 5. Патрон режущей коронки име ет отверстия 6, связывающие канал шпура с внутренним каналом 7 инструмента, служащим для отвода газаиз шпура. В задней части инструмента между хвостовиком 8 и шнековойчастью 5 расположен обтюратор 9,к которому присоединен трубопровод 10.При необходимости длина инструмента может быть увеличена до необходимых размеров за счет удлинениязадней шнековой части.При бурении шпура образующаясябуровая мелочь, извлекаемая шнекамипереднего шнекового звена, поступает в зону бесшнекового звена, гдеона накапливается и уплотняется,обеспечивая надежную герметизациюфильтрующей части шпура, находящуюся в границах переднего шнековогозвена инструмента. По мере осевойподачи устройства фильтрующая частьшпура и герметизирующая пробка избуровой мелочи также перемещаетсявместе с буровым инструментом, сохраняя свои размеры и относительноерасположение. Избыток буровой мелочииз задней части герметизирующей пробки удаляется из шпура шнеками заднего шнекового звена,Наблюдение за скоростью метановыделения проводится непрерывно, одновременно с бурением.Зона считается выбросоопасной нарасстоянии от груди забоя, на котором рост или постоянство скоростигазовыделения сменяется падением.П .р и м е р. Испытание предложенных сцособа и устройства проводится в забоях нижней и верхних ниш5-й западной лавы пласта 6 и 11-й10лавы пласта Ь шахты им. газеты "Социалистический Донбасс" ПО "Донецкуголь".Бурение производится полым буровым инструментом длиной 4,2 м, состо-, ящим из режущей коронки 1, патрона режущей коронки с отверстиями для забора газа, передней шнековой части 3 длиной 30 см, бесшнековой части 4 длиной 25 см, задней,шнековой части 5 и обтюратора 9.При бурении шпура образующаяся буровая полость, извлекаемая шнеками передней шнековой части, поступает в зону бесшнековой части, где она накапливается и уплотняется, обеспечивая надежную герметизацию фильтрующей части шпура, находящуюся в границах передней шнековой части инстРумен та,По мере осевой подачи инструментафильтрующая часть шпура и герметиэирующая пробка иэ буровой мелочи также перемещаются вместе с буровым инструментом, сохраняя свои размерыи относительное расположение. Избыток буровой мелочи из задней частигерметиэирующей пробки удаляется иэ 10шпура шнеками задней шнековой части.,Наблюдение эа скоростью метановыделения проводится непрерывно,одновременно с бурением. Стабилизация снижения метановыделения отмечена на глубине 3,7 м и 3,8 м соответственно в 5-й западной лаве пластаи 11-й лаве пласта Ь. На бурение четырехметровых контрольных шпуров и замер скорости газовыделения 20испытуемых способом и инструментомзатрачено в среднем по 4 мин, в товремя как на поинтервальные замерыскорости газовыделения при бурениичетырехметрового шпура в соответствин со способом, рекомендованнымдействующими Правилами безопасности,затрачивается в среднем 12 мин.Применение предложенных способаи устройства для определения и конт-. 30роля выбросоопасности призабойнойчасти угольного пласта позволяетуменьшить трудоемкость и сократитьдлительность определения безопасныхзон призабойной части выбросоопасного пласта за счет совмещения повремени операций бурения, герметизации шпура и измерения скорости газовыделения, что соответственно повысит производительность шахт, работающих на пластах, склонных к внезапным выбросам; повысить безопасностьработ, в связи с тем, что непрерывное наблюдение за скоростью газовыделения позволит своевременно прекратить бурение в границах безопасной зоны разгрузки, и тем самым исключить возможность происшествия внезапного выброса в процессе бурения.формула изобретения1. Способ определения и контролявыбросоопасности приэабойной частиугольного пласта при ведении горныхработ, включающий бурение шпураи измерение скорости газовыделенияс определением расстояния по глуби"не буримого шпура, на котором ростили постоянство скорости газовыделения сменяется падением, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения трудоемкости и времени на .выполнение способа и повышения безопасности его осуществления, бурение шпура и измерение скорости газовыделения производят непрерывно иодновременно.2. Устройство для определенияи контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта, включающее режущую коронку, патрон режу"щей коронки с отверстием для заборагаза, буровую штангу, состоящую поменьшей мере из одного головного шнекового звена и последовательно установленных бесшнекового звена, хвостовика и обтюратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабженодополнительным шнековым звеном,установленным между бесшнековымзвеном и хвостовиком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9583389, кл, Е 21 Г 5/00, 1974.2. Инструкция по безопасному ведению горных пород на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М., 1977, с. 127-128 (прототип)