Способ локализации выбросов

.ЯО 1 Р 5/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 03 деляют мо Пуассона, ние газа уль упру пористос ФФициент и давлести, ко пласта Бюл. Ф 14енный Макеевьский инстит аправлении провеят скважину и опрены разгрузки в принем, отки дения вырцеляют дл забойной кии научт по без- мышпенноУТ зсти выбр го плассоопа т в горной п та. По величине 1. и длине 1, шпуров цля буровзрывных работ определяют расстояние 1 от забоя выработкидо установки заградительной перемычки: Т. = 1,51. р - 1. р (м). Перемычкане дает развиваться выбросу и локализирует его в начальной стадии, 1(каждой гибкой связи заградительнойперемычки присоединяют упругий элемент с установленной по приведеннойматематической зависимости жесткостьюпо данным физико-механических свойствугля, давления газа, пористости, числа гибких связей, диаметра выработки,глубины заполнения выработки, порис.тости и показателя адиабаты. Упругийэлемент с определенной жесткостьюпозволяет локализовать объем разрушения выбросоопасной породы и гаситкинетическую энергию движущейся массы, 3 ил. й в 1(088.8)я инструкция по безгорных работ на плаезапным выбросам угл- М.: ИГД им. А.А83,. с. 163,пас"тах,я,Ако(54) СПОСОБ ЛОКАЛИ(57) Изобретенделу и может бпроведении горсоопасным порособом. Цель и. надежности ложение его дина ЗАЦИИ ЫБРОСОБ горном но при по выбр ым спо- вьппение относится ть испол ных выраб дам буров обретения рывн - по з к ыброса и сн ализации ическог воздеиствия. о в забое выпороцы и опререцварительнирают пробы Для этог аботкиН енывыркойез пек горзованоыбросо ток по рывным о ре и А-АА-Авоцировыбр спопрои а Ф на Ф ваня повьппение навыброса и сниго воздействия. е обоз стано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГННТ СССФ(21) 4412146/ (22) 18.04.88 (46) 15.04.90 (71) Госуцарс но-исследоват опасности раб сти(72) А.И.Бобр Б. С Маевский (53) 622,832 (56) Временна ному ведению опасных по вн породы и газа чинаского, 19 Изобретение относится делу и может быть испол снижения интенсивности в проведении горных выраб соопасным породам буров собом.Цель изобретениядежности локализации жение его цннамическо а Фиг. 1 и 2 представлй и продольные разрезыустановленной, перемычзведения взрыва, (разриг,1); на фиг. 3 - раэиг. 1,положение послея выброса.а фиг. 1-3 приняты сленачения: шпуры 1 для уанкера, анкер 2, кольцо 3, гибкая связь 4 (цепь), упругий элемент 5 с жесткостью К, центральное крепежное кольцо 6, расстояние 1. от забоя до перемычки, длина 1. р шнуров для буро- взрывных работ, длина 1. р зоны разгрузки, угол р 5 установки анкеров в массив по отношению к плоскости забоя, разрушеная при выбросе поро да 7.Способ осуществляют следующим образом.Предварительно в забое выработки отбирают пробы породы, изготавливают 15 образцы и по известным методикам определяют модуль упругости Е , коэффициент Пуассона. р, пористость горных пород и и давление газа. Установленные значени модуля упругости, 20 коэффициента Пуассона, пористости. ,и давления газа принимают за плас товые значения. Затем в направлениипроведения выработки бурят скважину и определяют зону разгрузки (1) в 25 призабойной части выбросоопасного породного пласта. Зону разгрузки в призабойной части выбросоопасного по.родного пласта можно определить по расстоянию от забоя выработки до ин,тервала бурения, на котором отмечается образование блоков при бурении керновой скважины., По полученным значениям величины зоны разгрузки (1 ) и длине шнуров для БВР Одвв ).устйнавливают место расположения перемычки,1 1,51.ев, 1 э,Р м. которая не дает развиваться выбросу и локализует его в начальной стадии.Указанное расстояние выбирается иэ следующих условий. Коэффициент разрыхления горных пород в невыбросоопасных зонах сос тавляет порядка1,5, а коэАициент разрыхления пород, разрушаемых при выбросах, достигает 2,5. Таким образом, объем разрушенной горной масси при заданном постоянном сечении 5 О выработки Я будет составлятьч - вы + ,БО и .р 3 =3.р.= Б ( 2 , 51 - 1) , мОткуда длина выработки , засыпанная 55 разрушенной породой251 д ввр 1 дър э м7 а окончательно с учетом подвигания забоя на 1,ввр расстояние установки перемычки от забояЬ = 2 5 ЬБ - т = 1,51 в - 1,р В месте .установки перемычки под углом 100 - 105 О к оси выработки в направлении ее проведения по контуру выработки бурят шпуры 1 через определенные интервалы. В них устанавливают анкеры 2, которые закрепляют в массиве быстротвердеющей смесью. К анкерам, с нарезанной на конце резьбой, навинчивают кольца 3, к которым диаметрально крепят гибкие связи 4. К каждой гибкой связи параллельно ей присоединяют упругий элемент 5, выбирающий избыток ее длины по отношению к диаметру Й выработки и обеспечивающей ее предварительное натяжение. Жесткость упругого элемента с учетом глубины проведения выработки от поверхности определяют по зависимости320 ( н)(1 - -- ) + --- 1-Г,-) 1 где Й - диаметр выработки;1, - расстояние цо места установки перемычки, м;1. - длина шпуров для взрывныхвврработ;и - пористость породы;Р - давление газа в пласте, Па;ш - показатель адиабаты для газа;Э- плотность породы, кг/мН - глубина залегания, м;Е - модуль упругости породы,Па;- коэффициент Пуассона;И - число гибких связей.Указанная зависимость получена на основании следующих предпосылок. Так как условие установки перемычки на расстоянии от забоя предопределяет объем разрушения выбросоопасной породы при сечении выработки 8, равный:4то разрушение породы в выбросоопасном слое породы сопровоядается выпелением энергии упругого деформирования породы и газа, которые определяют кинетическую энергию разрушенной массы(х - длина расстояния упругой составляющей перемычки). Откуда 2 Б(Ь Ь )К1х- масса разрушенной породы; - скорость движения разрушенной массы породы;- упругая энергия объемапороды;энергия в норовом объеме песчанника газа при ади- абатическом расширении6Б(Ь Бар - Ь) 2 Е х где ш,Ч2 р и - Р - (1 - -) + -- 2 Е 1 - р шР п-- ( - ) Р, ) 1 О га за 20 й К,= 3201 (Ь, -Ьр,) где Б -6 Е 25 1 1Р- 1-( - -)шРР - давление газа в выбросоопасном массиве; Р - конечное давление газа йпри его расширении; ш - показатель адиабатыдля газа; Принимая, что б, = Н ( - объемныйвес породы, Н - глубина проведениявыработки, м), в Р, = 0,01 (Н - 100 МПа)и Р = 0,1 МПа можно получить:30 Е газа где Ч 1=40 ш,Б(Ь, 1,р) 2 р а и Р Р4 - (1 - - -- ) + --- 1- (-) 2 Е . 1-р шР,г так как по условию локализации выбросов кинетическая энергия движущейсямассы должна гаситься упругими элементами перемычки, суммарная жесткостьК 1 которых определяется из управнения ш,Ч- - Б(Ь -Ь ) Ч, 2: породы, с которой она воздействуетна перемычку, т.е.ш,Чда газа сечение выработки;компоненты напряжения;модуль упругости;коэААициент Пуассона. Ь )- объем газа в выбросоопасном песчаннике с пористостью и.с учетом приведенного можно что 2 р и Р, - (1- -- ) +- -- 1- ( - ) 2 Е 1 - ш - 1 Ртак как Б = х Л (Й - диаметр выработки), а х = 1 - й, где 1 - длина гибкой связи, которая определяется иззависимости 1 = й + 0,14 м, Окончательно получим выражение для суммарной жесткости перемычки в виде: Ф ф 2 р, и Р, Р щ-1 х(1 - ) +-- 1 -2 Е 1-р шР1 К= 3200 (Ь ББР - Ь ) х(Н) 2 р0,01и(Н - 100) х - (1 --- -) + -х 2 Е 1 -1тпЕсли перемычка состоит из И канатов,на каждом из которых находится одинупругий элемент, то жесткость одногоупругого элемента на гибкой связидолжна составлять Формула изобретения,Способ локализации выбросов, включающий установку заградительной перемычки.в забое выработки, определение модуля упругости, коэдхЪициента Пуассона, пористости пласта и давления газа в нем, буровзрывную отбойку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности локализации выброса и снижения его дипами 1557335ческого воздействия, в призабойнойчасти пласта определяют длину эоныразгрузки, а заградительную перемычку устанавливают на расстоянии не более где Ь цр длина шпуров мЬэ - длина зоны разгрузки, и,10от забоя выработки, при этом к каждойгибкой связи заградительной перемычки присоединяют упругий элемент сжесткостью К не менее, чем15320К= - -й Ь -Ь )хЦ БЬАТ ,Р,число гибких связей;диаметр выработки, м;объемный вес горных пород,кг/м Ъ.глубина заложения выработки от поверхности, м;модуль упругости, Па;коэффициент Пуассона;пористость породы:показатель адиабаты газа;начальное и конечное давление газа в массиве, Па,1 Р = 1 10 Па).1557335 Составитель В,СеТехред А.Кравчук ректор В.Кабаций 07 Тираж 378Государственного комитета по113035, Москва, ЖЗак Подписное бретениям и открытия аущская наб., д. 4/5 н ГЕ комбинат пПатент Уаго ецактор А.Долини Производственно"изд ул, Гагарина, 101