Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах

 

Изобретение относится к горному делу и м,б. использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лабах с устойчивыми породами непосредственной кровли, отрабатываемых по столбовой системе разработки. Цельповьппение безопасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов (PII) в зонах пониженных напряжений и газового давления. До начала очистных работ определяют предел прочности угля на с:днсосное сжа-тиеГб (,: протяженность 1 зоны повынтеь ных напряжений, срелн1-1Й удельный вес пород ;:,о гпубинь залегания пласта Н. При вымывании первого Pil устанавливают опытным путем его ширину г„ на участке 5-10 м. При расчете расстояния р меучду РП принимают наименьшее из з тих зкачвгпй, Оптт;- мальное расстоя гпе J. ;. определяр т из слов};я 2гП1„/(5,5 1 dc J-2j-ll I 1 Р 7 l,S.KlH/(S,,5rJ, м. До начала ведения очистных работ и в процессе их ведения прсизводят гидр ;- вымывание РП на ьсем протяжении зоны повышенных напряжений. Вымывают на участках, где дчертикальная состат - ляю лая геостат1;ческих напря;:чен 1 : не превылает величину К yli. где К - коэффидиент концентрации напряжений. РП сформируют в количестве, равном () из подготовительных выработок впереди забоя лавы параллельно почве-кровле пласта. J ил. f f- Isja

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1 ЕСПУЬЛИН

p "! давления.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flG ИЖЗБРЕТЕНИЯМ И ОП РЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4275697/23-03 (22) 02.07,87 (46) 23,(13,89, Бил. 9 11 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.1 .Николин, В„В.Яйло, В.В,Николин и И.К.Балинченко (53) 622 ° 832(088„8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 881349, кл, Е 21 F 5/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР 1011866, кл. Е 21 F 5/00, 1981, (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ

ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА В ЛАВАХ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах с устойчивыми породами непосредственной кровли, отрабатываемых по столбовой системе разработки, Цель. - повьппение безопасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов (РП) в зонах пониженных напряжений и газового давления. До

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах с устойчивыми породами кровли, отрабатываемых по столбовой системе разработки.

Цель изобретения — повышение без-. ! опасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов в зонах пониженных напряжений и газового,„,,SU„„ 1 467213 (51)4 Е 21 F 5/00, Е 21 : 4!j04 начала очист!!ь!х набат опреде:IS .ит предел прочности угля на с!дно;!оное сжа-тие Г ! .: —.pàò —:æ нн<- с ..! .e ::iû —..n. сх выше»ных напряжений, срегн:!й у .:..т.— ный вес пnpñã. о г у:.инь ".ÿëå;-ания пласта Н. 11ри вым,!ва!..ии первого РП устанавливают опытным путем его ширину 2п HF: участке 5-10 и. При рапчете,".асстояния ме>.ду РП при»имаит наи!че»ьшее из "- тих эначе и и . Оптпмальков расстоян.-.е .,. о!;репе.гяи.- иэ начала ведения оч.!ст .ь!х раба. и в процессе их ведения ".p.-изводя ". -iiiip:"вымывание РП на в сем протяжении зоны повышенных напряжений. Вымыааит на "час-ках, где вертикал;-ная сос7i ляищая геостатических »а!.ря;кеннй не превьгьпает величи.-:у К y li. где 1 . — нов эффициент концентрации напряженг .,,11 !>ормируит H KoJIHMpcTBE. равноM и=.. /(1 +1 ) из подготог,нтельных и выработок впереди забоя лав ziàpàë-! лельно почве-кровле пласта ° 1 .п, На чертеже приведен -.ëàñ-, разрез по направлен!ьи подв!.гания забоя лавы, На чертеже обозначены угольный . пласт 1, раз!-рузочные пазь! 2, целики 3 угля между пазами, разре"-.ьои ходок 4 и эпира 5 напряжений, До начала очистных работ опреде— ляит в лабораторных услов!!ях сре,-,ний объемный вес вып!ележа!и!, х пород g i! предел прочности угля разрабатываемого пласта 1 на одноосное сжатие

i 467713 (Ь, образуют на участке пласта, протяженностью в направлении подвигания забоя лавы не менее 60 м, опытные разгрузочные пазы 2 и на расстоянии

2-5 м от последнего паза устанавливают измерительную станцию для опредедения протяженности 1я зоны повы-. шенных напряжений 5. Кроме того, определяют глубину залегания пласта Н.

Разгрузочные пазы образуют гидровымыванием угольного пласта 1 тонкими высоконапорными струями воды с помощью специальных установок, например установкой КБà — комплекс безлюд-)$ ный гидравлический, Для этой цели установку монтируют в одной из подготовительных выработок со cBежей струей воздуха, например, в откаточном штреке. Первый разгрузочный паз об- 20 разуют на участке примыкания к pas— резному ходку на расстоянии 3-5 м от разрезного ходка, т.е, за пределами его разгружающего влияния. При этом исполнительный орган установки и насад- 25 ки исполнительного органа ориентируют так, что гидровымывание разгрузочного паза происходит в плоскости, параллельной почве-кровле пласта, и в направлении, параллельном разрезно- 30 му ходку, т,е. линии очистного забоя.

Разгрузочный паз образуют на глубину, меньшую на >!0-20 и ширины, высоты выемочного столба, Гидровымывание всех последующих пазов как до начала очистных работ (на участке протяженностью б0 м), так и после по мере подвигания забоя лавы осуществляют аналогично.

Иирина >.> пазов зависит от пара- 40 метров гидровымывания и от прочностных свойств угля пласта, существующего в пласте газового давления, Поэтому при образовании первого разгрузочного паза на участке 5-l0 м от д его устья, т.е. в зоне разгружающего влияния выработки, измеряют в нескольких точках ширину 1 паза и при расчетах расстояния 1 между пазами приР нимают наименьшее из этих значений, Предел прочности угля пласта 1 на одноосное сжатие определяют в лабора— торнь>х условиях при осевом нагружении кубических образцов (50х50х50) угля пласта перпендикулярно его слоистости.

Расчет произвсдят по формуле

P сх где Р— усилие пресса, при котором происходит разрушение образ- ца угля, Н;

S — сечение образца угля, м .

Испытания проводят на трех-пяти образцах, по которым. определяют среднее значение(6с 7.

При наличии разгрузочных пазов угольный пласт впереди забоя лавы представлен ленточными целиками 3, ширина которых равна расстоянию между пазами j.p.

Оптимальное расстояние > опредеР ляют из условия

2тК ) 1 5|.Н1, ) 1

5,5(a „)-2 Н 5,5Г6С,«1 1,5уП а количество пазов находят из выражения

1 и

1„+ 1 где 19 — ширина паза;

1Р— расстояние между пазами; -Н вЂ” вертикальная составляющая геостатических напряжений, Mla (— средний объемный вес вышележащих пород, Н/м, Н вЂ” глубина разработки пласта, м);

1 — протяженность зоны максиН мальных напряжений.

Гидровымывание разгрузочных пазов как до, так и после начала очистных работ осуществляют не в зоне повышенных или максимальной концентраций напряжений, а в зонах, где вертикальная составляющая геостатических напряжений не превышает величины f Н, что снижает вероятность возникновения выбросов угля и газа при гидровымывании пазов, так как склонность к разрушению угля при разгрузке зависит от величины исходных напряжений в массиве

До начала очистных работ участок пласта, примыкающий к разрезному ходку 4, практически не имеет зоны повышенных напряжений, так как отсутствует зависающая консоль пород основной кровли ° Поэтому гидровымывание пазов до начала очистных работ на участке пласта протяженностью от разрезного ходка не менее 80 м, которую устанавливают расчетным путем с учетом подвигания забоя выработки в процессе выемки H называют протяжен.ностью зоны повышенных напряжений, осуществляется в зонах геостатичес14b72 ких напряжений, вертикальная составляющая которых не превышает величины тП.

Составитель Г.Васючкова

Редактор О.Головач Техред A.Êðàâ÷óê Корректор С.Бекмар

Заказ 1124/28 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат Патент, г.ужгород, : . р

11 IT ул. Гага ина 101

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах, вклю-, чающий формирование из подготови.тельных выработок нпереди забоя ла вы параллельно почве-кровле пласта сплошных разгрузочнъ)х пазов и ведение очистных работ, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с делью повышения без- 15 опасности работ н лавах за счет формирования разгрузочных пазов в зонах пониженных напряжений и газового давления, до начала ведения очистных работ устанавливают протяженность зо- 2р ны повышенных напряжений впереди забоя лавы, а разгрузочные пазы формируют до начала ведения и в процессе ведения очистных работ на всем протяжении указанной зоны на участках, 25 где вертикальная составляющая геоста13 6 тических напряжен)ьй не преньш)нет величины К у Н, К -коэффициент концентрации напряжений на расстоянии друг от друга, устанавлинаемом по формуле

5,ЗГИ„)- н < 5,5(а,„)-i,ь„н где гН вЂ” расчетное значение вертикальной составляющей геостатических напряжений, ИПа; (6 „)- предел прочности угля на одноосное сжатие, ИПа;

1p — расстояние между пазами,м;

1р — ширина паза, и, — средний объемный нес ныщележащих пород, н/м

3.

Н " глубина залегания пласта,м, при этом разгружающие пазы формируют в количестве

)-ч

n =

)- р + -р где 1 — протяженность зонь) понышенН ных напряжений, м.