Способ управления кровлей на выбросоопасных пластах

/039Б ну От ео раев,В, орнойиспольх плаИзобретение о цшение эфуправленпластахности со бретения являе:осится к может быт тке угольн гаэодинами ромышленности овано при отра тов, опасных и Влениямя вности сти зоп леи на выброс исключения в в призабойной пасных еск мож- асти дан ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт г технической механики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1120112, кл. Е 21 Г 5/00, 1983.Временная инструкция по выборуспособа и параметров разупрочнениятруднообрушаемой 1 кровли на выемочных участках, Л.: ВНИПИ, 1976,с,7-24,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ йАВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТАХ(57) Изобретение относится к горнойпром-сти и позволяет повысить эффективность .и безопасность управлениякровлей (К) на выбросоопасных пластах за счет исключения возможностисоздания в призабойной части очистного забоя пласта зон повышенныхконцентраций напряжений. При отработке полого выбросоопасного пласта посплошной системе разработки призабойю часть закрепляют секциями крепи.каточный штрек (ОШ) 2 проходят с опережением очистного забоя 1, Затем в очистном забое 1 определяют шаг посадки основной К. Длину очистного забоя 1 условно разбивают на ряд участков по склонности К к обрушаемости и повышенным напряжениям. На ОШ 2 устанавливают места е и ж будущего разлома К при ее посадке в выработанном пространстве. Из ОШ 2 параллельно очистному забою 1 бурят в К скважины. Их бурят последовательно в местах разлома К по мере перемещения линии забоя 1. Затем осуществляют торпедирование К. По мере выемки пласта сейсмоакустическим методом определяют повышенные концентрации напряжений в массиве, что говорит о наличии породных консолей. Для ликвидации указанных консолей из забоя 1 бурят скважины параллельно линии забоя 1 по длине консоли, заряжают их и взрывают, При мощной К скважины бурят в несколько рядов в вертикальной плоскости и в них предварительно подают воду с добавками ПАВ, 4 з.п. ф-лы, 4 ил.пласта зон повышенных концентрациййапряжений," На фиг. 1 приведен фрагмент очистного забоя; на фиг, 2 - разрез А-Ана фиг.1; на фиг. 3 - эскиз обрушения породной консоли кровли вочистном забое; на фиг 4 - разрезБ-Б на фиг,3.На схеме показаны забой 1 уголь,ного пласта, штрек 2, деревянноекрепление 3, бутовая полоса 4, линия5 обрушения пород кронли н очистноепространство, линия 6 посадки породкровли в прошедшем цикле, секции 7крепи (Р 1-10), ожидаемые линии 8посадок пород кровли в следующихциклах, скважины 9, полости 10 сзарядами ВВ для торпедирования, толща 11 пород кровли, обрушаемая припосадке, проектная линия 12 обрушения пород кровли без предварительного торпедирования пород, фактическая линия 13 обрушения кровли припроизводстве ранее торпедирования 25породного массива зарядами ВВ, скважины 14 пробуренные в консоли непол)ного обрушения пород кровли, зоны 15разрушения пород,Способ осуществляется следующимобразом.При отработке полого выбросоопасного угольного пласта по сплошнойсистеме отработки разрушение угляосуществляют выемочным комбайном,35Штрек охраняют деревянным креплением3 и бутовой полосой 4, Приэабойнуючасть угольного пласта закрепляютсекциями крепи. При отработке угольного пласта откаточный штрек 2 проходят с опережением очистного забоя 1.фВ очистном забое определяют шагпосадки основной кровли 1 шо, Длинуочистного забоя условно разбивают наряд участков по склонности их к обрушаемости кровли: О - б, б-в, в-г.О - б - участок устойчивой кровли взоне бутовой полосы; б-в - участокзависания консоли кровли (участокповышенных концентраций напряжений);в-г - участок стабильных напряженийн призабойной части пласта. Длинуэтих участков определяют по маркшейдерским замерам или на основании статистики по визуальным наблюдениям.На откаточном штреке в его опережении устананлинают места е и ж будущего разлома кровли пласта при еепосадке в выработанном пространстве. Со штрека параллельно очистному забою бурят в кровлю пласта скважины, Скважины бурят последовательно в точке е, ж, и т.д., по мере перемещения линии очистного забоя при добыче угля. " При большой мощности пород кровли скважины 9 для ее предварительного торпедирования бурят в вертикальной плоскости в несколько рядов. Высоту заложения зарядной части 10 скважины над угольным пластом определяют по формулеЬ ( Ь+ (0,5-0,6)В + (4-5)ш,где Ь - мощность легкообрушаемыхо 5пород (ложная кровля, непосредственная кровля и;пр.), м,Кв - радиус увлажнения пород, м;ш - мощность угольного пласта,мфа углы наклона к плоскости пласта сооружаемых из,подготовительных выработок. скважин определяют из соотношенияЬз -(, - ш)+ьхр о,н оБгде 1 крю 1 БнО - соотнетственноу шириназоны крепления, бутовойполосы и повышенных концентраций напряжений, м,фЬ -. высота от подошвы пластадо устья скважины н откаточном штреке, м.Затем осуществляют торпедирование кровли пласта, этим самым перерезают монолитный массив пород кровли. При пересечении очистным забоем перерезанной зоны породная консоль после принимает вид линии 13, причем при определенных условиях эти кривые сливаются по траектории участка кривой с-к (штрихпунктирная линия) или участка кривой с-8 (сплошная линия).При выемке угля комбайном н зоне ожидаемого разлома кровли пласта 13 регистрируют сейсмоакустическую активность угольного массива с помощью шахтной аппаратуры ЗУА,Вычисляют среднесуточную (средне- недельную) сейсмоактивность массива (А ) и одновРеменно фиксируют ее истйнное (конкретное н каждый момент времени) значение. В некоторый моПосле осуществления торпедиро 40 вания пород кровли пласта выемку угля в забое осуществляют как в обйчных зонах, до формирования зависания породной консоли в кровле следующего цикла. 45 Формула изобретения 1, Способ управления кровлей на выбросоопасных пластах, включающий ,возведение вдоль штреков бутовых полос, контроль за состоянием и выбросоопасностью горного массива, бурение из штреков скважины, торпедирование кровли, о т л и ч а ю щ к йс я тем, что, с целью повьппения эффективности и безопасности управления кровлей на выбросоопасных пластах за счет исключения возмож 50 165256 мент времени возникают аномальные1 всплески сейсмоактивности (А ), говорящие о повьппении процесса азупрочнения пород (угля) в призабойной зо 5 не пласта. При отношении этих значений порядка 4, 5 и более процесс разупрочненпя принимает опасный характер, т,е, критерий опасности составляет А /А" 45 10При регистрации повьппенной сейсмоакустической активности массива производят отстой забоя (прекращают выемку). Затем выемку продолжают, Если интенсивность сеисмоимпульсов по отн15 ношению к среднему значению остается не менее 4,5, то значит существуют повышенные концентрации напряжений в массиве эа счет наличия породной кон соли (с-К-д), Контроль за нахождением консоли осуществляют визуально. Для ликвидирования этих консолей как зоны повышенных напряжений в призабойной части пласта из забоя лавы осуществляют бурение скважин 14 параллельно забою по длине консоли на участке с-е. Посредством взрывания в этих скважинах зарядов ВВ образуется зона 15 разрушенных пород, ко 30 торой и ликвидируют консоль.При мощной кровле пласта для повышения радиуса торпедирующего действия взрывных зарядов ВВ в скважинах 9, 14 в них предварительно подают гидроагент - воду с добавками З 5 ПАВ, Гидрообработку породного массива осуществляют перед каждым циклом взрывания зарядов ВВ.2 6 ности создания в призабойной части очистного забоя пласта зон повьппенных концентраций напряжений, определяют шаг посадки кровли и участки ее зависания в очистном забое, разбивают очистной забой по длине на ряд чередуЬщихся участков по склонности к обрушаемости пород кровли и повышенным напряжениям, а бурение скважин и торпедирование кровли ведут на участках повышенных напряжений параллельно ожидаемой линии обрушения кровли впереди очистного забоя с Шагом, равным шагу посадки кровли,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что участки зависания породных консолей в очистном забое выявляют сейсмоакустическим методом.3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при неполном обрушенчи консолей кровли в зонах с повьппенными концентрациями напряжений, указанные консоли дополнительно торпедируют иэ очистного забоя.4. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что перед торпедированием кровли в скважины нагнетают гидроагент, причем зарядную часть скважины ориентируют в зонах слоистости и наличия ослабленных межслоевых контактов кровли.5, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при большой мощности кровли в вертикальной плоскости бурят не менее двух рядов скважин, при этом высоту заложения зарядной части нижней скважины над угольным пластом принимают равной ЬЬ + (0,5-0,6)К +(4- 5)ш) - об ф . б где Ь- мощность легкообрушаемых опород кровли, м; К е - радиус увлажнения пород,м, ш - мощность угольного пла-,ста, м, а углы наклона скважин к плоскости определяют из соотношения Я = агс 10 Ь Ь, +Ь 7к В,п ОЗ где Ь- ширина бутовой полосы, мф Ь - ширина зоны крепления вочистном забое, м1652562 Е, - ширина зоны ожидаемых повышенных концентраций напряжений, м,Ь - высота от подошвы пластадо устья скважины в штреке, м,.Ходакова Техред Л.Сердюкова Корректор Л,латай акт ри ГКНТ СССР ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро агарина, 10 Прои каз 2185НИИПИ Государственного113035,Тираж 311 Подпнсное митета по изобретениям и открьгги сква, Ж, Раушская наб д. /