Способ подготовки выбросоопасных пластов калийных месторождений

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСЮВ КАЛИЙНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий пров&дение на отрабатываемом участке шахтного поля откаточного и вент1№ляиионного штреков, разрезной пбчи, определение выбросоотюсности пластов -путем поиска выфосооцасных геологических нарушений сейсмическим методом, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и производитель-цости очистных работ за счет определи ния местоположения выбросоопасных геологических нарушений всех размеров, при поиске выбросоопасных геологических нарушений определяют диаметр наименьшего выбросоопасного геологичеокого нарушения отрабатываемого участка шахтного поля,, в месте сопряжения откаточного штрека с разрезной печью устанавливают пункт возбуждения упругих колебаний, вдоль разрезной печй в последовательно удаляющихся от источника возбуждешш точках измеряют частоты колебаний упругих волн, строят 0) С зависимость изменения частот колебаний, от расстояния между пунктами возбуждения и регистрации зшругих волн, устанавливают по ней критическое значение расei стояния, на котором возможен прием с частот колебаний, соответствующих диаметру наименьшего выбросоопасного о геологического нарушения отрабатывае00 мого участка шахтного поля, а вентил№ционный штрек проводят на расстоянии оо от пункта возбуждения упругих Колебаний, -4 равном или меньшем критического. О5 4j

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (1И (И) 3(5ц Е 21 F 5/00; Е 212) 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

< с.

К ABTOPCHOMY СБИДЕ1 ЕЛЬСТВУ

ГОСЬДа СТВЕННЫй НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛаМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 3366280/22 03, (22) 11.12.82 (46) 07.08.83 Бюл. No 29 ..(72) О, В. Ковалев, Л. 8. Былино, В. Б. Вагин, В. В. Мещеряков, В. И. Сергеев, Н. М. Проскуряков, А. С. Малахов и В Д, фомина (71) Всесоюзный научно- исследовательский и проектный институт галургии (53) 622.235. 3 (088. 8) (56) 1. Медведев И. И., Поляника Г. Д.

Газовыделения на калийных рудниках. №,. "Недра, 1974, с. 10-14, 104-

114, 2, Временная инструкция по безопасной отработке третьего калийного горизонта, опасного по газодинамическим явлениям, на Старобинском месторождении калийных солей. Л., 1980 (прототип ). (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ КАЛИЙНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий проведение на отрабатываемом участке шахтного. поля откаточного и вентиляционного штреков, разрезной печи, определение выбросоопасности пластов -путем поиска выбросоопасных геологических нарушений сейсмическим методом, о тличающийся тем,что, сцелью повышения безопасности и производитель- . ности очистных работ за счет определения местоположения выбросоопасных геологических нарушений всех размеров, цри поиске выбросоопасных геологических нарушений определяют диаметр наименьшего выбросоопасного геологического нарушения отрабатываемого участка шахтного поля,, в месте сопряжения откаточного штрека с разрезной печью устанавливают пункт возбуждения упругих колебаний, вдоль разрезной печи в последовательно удаляющихся от источника возбуждения точках измеряют частоты колебаний упругих волн, строят Е зависимость изменения частот колебаний. от расстояния между пунктами возбужде ния и регистрации упругих волн, устанав- С ливают по ней критическое значение расФ стояния, на котором возможен прием е частот колебаний, соответствующих диаметру наименьшего выбросоопасного геологического нарушения отрабатываемого участка шахтного поля, а вентиля- фф ционный штрек проводят на расстоянии (д от пункта возбуждения упругих колебаний, равном или меньшем критического.

Ф 1033

Изобретение относится к горному де- лу и может быть использовано при подготовке к выемке выбросоопасных пластов калийных месторождений.

Известен способ разработки выбросоопасных нлаотов, включающий провепение откаточного и вентиляционного штреков, разрезной печи, определение выбросоопасности пластов Q1 3.

Недостатком способа является то, что 30 при определении выбросоопасности плас.та не определяют размеры геологического нарушения, что приводит .к пропуску выбросоопаспых учасчков й,выбросам соли и газа, 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ подготовки выбросоопасных пластов калийных месторождений, включающий проведение на 2О отрабатываемом участке шахтного поля откаточного и вентиляционного штреков, разрезной лечи, определение выбросоопасности пластов путем поиска выбросоопаоных геологических нарушений сейсмичео- 25 ким методом j2) .

Недостатком способа является то, что при существующих в проектах расстояниях между откаточным и вентиляционным штреками 150-200 м, которые ЗО назначаются по технологическим соображениям, возможен пропуск выбросоопасного геологического нарушения иэ-за непостоянства частот (или длин волн) упругих колебаний на луги от пункта возбуждения к пункту регистрации, Пропуск выбросоопасного нарушения приводит к снижению безопасности иэ-за угрозы возникновения выброса соли и газа при подходе лавы к геологическому нарушению, а также к снижению производительности труда и объема добычи иэ-за простоев (FiHGTHopo забоя связанных с демонтажем добычного оборудования и, его монтажем и новой разрезной печи, 45 пройденной за геологическим нарушением.

Цель изобретения.- повышение безо: ласности и производительности очистных работ эа счет; определения местоположения геологических нарушений всех размеров.

Поставленная цель достигается гвм, что согласно способу, включающему проведение на отрабатываемом шахтном

5" поле откаточного и вентиляционного штреков, разрезной печи, определение ныбросоопасности пластов путем поиска выбросоопасных геологических нарушений, 767 2 сейсмическим Методом, при поиске выб росоопасных геологических йарушений определяют диаметр наименьшего выбро- соопасного геологического нарушения отрабатываемого участка шахтного поля, в месте сопряжения откаточного штрвка с разрезной печью устанавливают пункт возбуждения упругих колеба ний, вдоль разрезной печи в последова тельно удаляющихся от источника возбуждения точках измеряют частоты колебания упругих волн, строят зависимость изменения частот колебаний от расстояния между пунктами возбуждения и регистрации упругих волн, устанавливают по ней критическое значение расстояния, на котором возможен прием частот коле баний, соответствующих диаметру наименьшего выбросоопасного геологического нарушения отрабатываемого участка шахтного поля, а вентиляционный штрек проводят на расстоянии от пункта возбуждения упругих колебаний, равном или меньшем критического., Ha чертеже представлен, график зависимости частоты упругих колебаний от расстояния между пунктом возбуждения и -пунктами регистрации, где /. >

I и 1ð- частоты колебаний типов волн.

Способ осуществляется следующим образом.

На первоначальном этапе подготовки пласта к отработке проводят откаточный штрек и разрезную печь. Затем производят на этом yчастке сейсмические работы. Регистрация упругих колебаний производится по системе продольного профилирования, которое представляет перемещение пунктов регистрации при фиксированном местоположении пункта возбуждения.

В результате этой работы строят зависимость частоты упругих колебаний от расстояния между пунктом возбуждения и пунктами регистрации (по типу зависимости, представленной на фиг. 1 }.

Затем по величинам скорости распространения упругих колебаний и частотам вычисляют длины волн при различных расстояниях между пунктами возбуждения и регистрации и по зависимости (фиг.1) устанавливают критическое значение расстояния, на котором возможен прием частот колебаний, соответствующих диа метру наименьшего выбросоопасного геологического нарушения отрабатываемого шахтного поля, и проводят вентиляционный штрек на расстоянии от пункта воз350 м (фиг.1). Затем частоты колебаний пересчитаны на длины волн (для двух типов волн) и каждому диапазону длин волн сопоставили минимальный размер объекта, который может быть выделен этими волнами. Опыт разработки Старо» бинского месторождения показывает, что минимальный размер выбросоопасных геологических нарушений равен 5 м.

B таком случае критическая длина волны (как продольных, так и поперечных колебаний) равна также 5 м, этой критической величине соответствует рас стояние между пунктами возбуждения я регистрации колебаний 100 м.

Расстояние 100 м отсчитывают по разрезной печи or ее сопряжения с откаточным штреком и через отметку

100 м проводят комбайном Урал-20КС вентиляционный штрек длиной 1500 м, параллельный откаточному. Разрезную печь за сопряжением с вентиляционным штреком изолируют перемычкой. Затем производят традиционные сейсмические работы в блоке 100х400 м по поиску геологических нарушений Пункты возбуждения и регистраций последовательно пе ремещаются по откаточному; и вентиля-. ционному штрекам при постоянном рас- стоянии между ними, разном 100 м..

При этом до начала отработки плас та обнаружены все выбросоопасные геологические нарушения размером более 5 м.

Поэтому в процессе отработки пласта . исключены простои очистной лавы и потери добычи.

Использование способа исключает выбросы соли и газа при производстве очистных .работ, благодаря этому повышается безопасность проведения работ и огпадает необходимость в расходовании болыиих средств на ликвидацию последствий выбросов, увеличивается скорость выемки пласта.

3 1033767 4 буждения упругих колебаний, равном или меньшем критического. После проведения вентиляционного штрека1 известными сейсмическими методами производягся работы по поиску выбросоопасных гео- . . логических нарушений и отработке выбросоопасиых пластов. Такие работы пройз- водятся каждый паз при подготовке столба к очистной выемке..

Пример. На йервоначальном этапе подготовки пласта проходческоочистным комбайном Урал-20КС" . пройден откаточный штрек джной 1500 м.

Перпендикулярно ему у границ шахтного поля этим же комбайном пройдена разрезная печь длиной 350 м. На следующем этапе подготовки, вместо традиционных работ цо проведению вентиляционного штрека, произвоцят сейсмические работы. Местоположение пункта возбуждения упругих колебаний фиксируется в стенке откаточного штрека.

Пункты регистрации упругих колебаний последовательно перемещаются вдоль разрезной печи. Регистрация колебаний осуществляется сейсмостыи ией «Кварц-1" и сейсмоприемниками СВ1-30, которые крепятся в шпурах, пробуренных в стенке выработки. Возбуждение колебаний производится в наклонно пробуренном шнуре путем взрывания навески взрывчатого вещества определенного веса, После каждого взрыва пункт регистрации перемещается по разрезной печи на 10 м. 35

По результатам сейсмических наблюдений определяют. скорости и частоты основного спектра колебаний, по кото:рым вычисляют длины волн.

После построения. зависимости: часто-4О та - расстояние между пунктами возбуж дения и регистрации оказалось, что частота упругих колебаний для двух . типов волн уменьшается цочти h три раза при увеличении базы с 50 до 45

1ОЗ3767

Составитель Г. Васючкова

Редактор С. Патрушева Техред А.Еабннец . Корректор В. Гирняк

Заказ 5590/38 Тираж 444 . Подцисное

ВНИИПИ Государственного комитета CGtP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ма ород>, ул. Проектная, 4