Способ защиты угольного пласта от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность защиты угольного пласта при наличии в междупластье несущего слоя песчаника (П) 3 мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки. Сначала в пределах данного горизонта отрабатывают защитный пласт 1. При этом в надработанном массиве образуется зона, защищенная от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа (зона разгрузки массива горных пород от горного давления ). При наличии в породах междупластья несущего слоя П 3 мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выемки зона разгрузки (соответственно защищенная зона) значительно уменьшается , так как этот слой принимает (Л ее i со К)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Ц) (sn 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1075009 .(21) 3988938/22-03 (22) 16.12.85 (46) 15.06.87. Бюл.К 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В;Гончаров, Н.В.Кротов, В.П.Кузнецов, M.Ã.Ìóñòàôèí, И.А.Новичихин, И.M.Ïåòóõoâ, В.С.Сидоров, Н.А.Филиппов и А.Н.Шабаров (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11"- 1075009, кл. Е 21 F 5/00, 1982. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

ОТ ГОРНЫХ УДАРОВ И ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ

УГЛЯ И ГАЗА (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить .эффективность защиты угольного пласта при наличии в междупластье несущего слоя песчаника (П) 3 мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки. Сначала в пределах данного горизонта отрабатывают защитный пласт l. При этом в надработанном массиве образуется зона, защищенная от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа (зона разгрузки массива горных пород от горного давления). При наличии в породах междупластья несущего слоя П 3 мощностью не менее 0,1-0 15 ширины очистной выемки зона разгрузки (соответственно защищенная зона) значительно уменьшается, так как этот слой принимает

13171 на себя напряжения б, б„ и препятх ствует дальнейшему распространению разгрузки го1 ного массива от горного давления. Чтобы обеспечить пласт 2 защитой, определяют угол защиты 7.

Иэ подготовительных выработок 5 пласта 1 под этим углом бурят дополнительные скважины 6 до нижнего контакта слоя П 3. Определяют объем на49 гнетаемой в скажины 6 воды, необходимой для разлома. слоя П 3 по формуле V = Тm ° (G:Ð) ° (g .,E), rpe

V — - объем закачиваемой в скважину воды, м ; m - мощность несущего слоя

3.

П 3, м; б — предел прочности П 3 на изгиб, кг/см ; Р— давление воды г для гидроразрыва, кг/см ; Š— модуль упругости П 3, кг/см . i ил, 2

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа и горным ударам для снижения горного давления в массиве горных пород при наличии в поро1 дах междупластья несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0 15 ширины очистной выработки.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты угольного пласта при наличии в междупластье несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки.

На чертеже приведена схема реализации способа.

На чертеже обозначены защитный пласт 1, защищаемый пласт 2, несущий слой 3 песчаника, очистная выработка 4, подготовительные выработки 5, скважины 6, угол защиты 7.

Способ осуществляют следующим образом, Сначала в пределах данного горизонта отрабатывают защитный пласт 1.

При этом в надработанном массиве образуется зона, защищенная от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа (зона разгрузки массива горных пород от горного давления).

При наличии в породах междупластья несущего слоя песчаника 3 мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки 4 зона разгрузки (соответственно защищенная зона) значительно уменьшается, так как этот слой принимает на себя дополнительные напряжения б, б„ и препятствует дальнейшему распространению разгрузки горного массива от горного давления.

Чтобы обеспечить пласт 2 защитой, определяют угол защиты 7, из подгото5 вительных выработок 5 защитного пласта 1 под этим углом бурят скважины

6 до нижнего контакта слоя песчаника

3. Затем определяют объем нагнетае- .

10 мой в скважины воды, необходимый для разлома слоя песчаника 3, по формуле бр бр

\/ = )

Е 1Р где V - объем закачиваемой в скважины воды, м з.

m — - мощность слоя несущего песчаника, м;

G — предел прочности песчаника

Р г на изгиб, кг/см

Š— модуль упругости песчаника, кг/см г

Р— давление воды для гидроразz рыва, кг/см и после подвигания забоя очистной выработки от скважины на расстояние, равное расстоянию между выработкой и серединой несущего слоя песчаника, нагнетают в загерметизированные скважины воду в расчетном количестве.

Пример. На глубине 800 м разрабатываются пласты К и К . Пласт

К7 является защитным для выбросоопасного пласта К . Расстояние между пластами 45 м. В породах почвы пласта К7 залегает несущий слой песчаника мощностью 25 м. Ширина очистной выработки по защитному пласту К7 равна 130 м. Размер защищенной зоны от пласта К7 равен 31,5 м. При рас40 стоянии до выбросоопасного пласта

45 м защитное действие считается неэффективным (31,5 45 м).

1317149

Составитель М. Гагулин

Редактор M.Öèòêèíà Техред А.Кравчук КорректорС.Черни

Заказ 2403/29

Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Применение способа-прототипа не обеспечило положительного эффекта.

Поэтому из подготовительных выработок защитного пласта К до нижнего г контакта несущего слоя песчаника пробурили скважины под углом защиты, о равным 80, в нижней части лавы и о под углом защиты в 70 — в верхней части ее.

При мощности слоя песчаника m =

= 25 м, пределе прочности песчаника на изгиб G = 100 кг/см, модуля

2 упругости песчаника Е = 3 10 кг/см, давлении воды для гидроразрыва Р г — 200 кг/см необходимый объем нагнетаемой в скважину воды составил

11,5 м

Так как несущий слой песчаника залегает непосредственно у почвы защитного пласта К, расстояние от этого пласта до середины слоя песчаника составляет 12,5 м.

После отхода забоя лавы пласта К

25 от скважины на 12,5 м закачку воды

7 в скважину в объеме 11,5 м производили насосной установкой. В результате нагнетания воды произошел разлом слоя песчаника, размер зоны раз30 груэки увеличился и эффективность защиты пласта К пластом К возросла. Пласт К разрабатывают в условиях эффективной защиты. формула изобретения

Способ защиты угольного пласта от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа по авт.св.Р 1075009, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты угольного пласта при наличии в междупластье несущего слоя песчаника мощностью не менее 0,1-0,15 ширины очистной выработки, определяют угол защиты, бурят дополнительные скважины под углом защиты до нижнего контакта несущего слоя песчаника, производят нагнетание воды в дополнительные скважины после подвигания забоя очистной выработки на расстояние, равное расстоянию между выработкой и серединой несущего слоя песчаника, при этом объем закачиваемой в скважину воды определяют из выражения 6 G<

V = m -- °

ЧР где V - -объем закачиваемой в скважин ну воды, м

m — мощность несущего слоя песчаника, м; (з — предел прочности песчаника

2 на изгиб, кг/см

P — - давление воды для гидрораз.г. рыва, кг/см

Š— модуль упругости песчаника, кг/см °