Способ пересечения выбросоопасных зон очистными и подготовительными выработками

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки выбросоопасных угольных пластов. Цель - устранение выбросоопасности путем перевода призабойной части массива от объемного напряженного состояния в одноосное напряженное состояние. Из забоя выработки зыбросоопасную зону или ее часть обуривают сквозной кольцевой скважиной, радиус кривизны которой принимают не более радиуса зоны разрушения образуемой в массиве при взрыве и не менее полови,ш ширины забоя выработки или выбросоопасной зоны. Минимальный диаметр D кольцевой скважины определяют по фор1 7Т муле D т/К (л/6 у) , где т - мощность выбросоопасного пласта, м; К - коэффициент, зависящий от прочности угля; m - удельный вес ВВ, кг/м3. Затем бурят кольцевую скважину во вмещающих породах , герметизируют ее устья и подключают к дегазационному ставу. В сквозную кольцевую скважину помещают заряды В В i взрывают их одновременно из обоих устьев, С момента подключения скважины, пробуренной в смещающих породах, к дегазационному ставу непрерывно ведут дегазацию до подхода забоя к скважине на расстояние подвигания забоя выработки на один проходческий щит. 2 ил. л.«якч Чет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s ) Е 21 Г- 5(ОО

ГОСУДАРСТВЕННБ!Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4681602/03 (22) 18,04.88 (46) 23.05.91. Бюл. N 19 (71) Донецкий государственный институт проектирования организации шахтного строительства (72) И,С.Фридман, А.И.Пантелеев, А.А,Рубинский, А. В,Агафонов и И.А. Бал ычевцев (53) 622.273 (088.8) (56) Сб. Снезапные выбросы в угольных шахтах. — M.: Недра, 1970, с. 320-327.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1102931, кл. Е 21 F 5/00, 1983. (54) СПОСОБ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ВЫБРОСООпАсных зон очистными и подготоВИТЕЛЬНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки выбросоопасных угольных пластов. Цель — устранение вь:бросоопасности путем перевода призабойной части массива от обьемного напряженного состояния в одноосное напряженное состояние. Из забоя выработки

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оазработке выбросоопасных угольных пластов.

Цель изобретения — устоанение выбросоопасности путем перевода призабойной части массива из объемного напряженного состояния в одноосное напряженное состояние, На фиг. 1 дано расположение кольцевых скважин впереди забоя подготовительной

„„БЫ„„1656913 А1 выбросоопасную зону или ее часть обуривают сквозной кольцевой скважиной, радиус кр лвизны которой принимают не более радиуса зоны разрушения. образуемой в массиве при взрыве и не менее половины ширины забоя выработки или выбросоопасной зоны. Минимальный диаметр 0 кольцевой скважины определяют по фор1 3 муле 0 = m Ê (.тг 6 y ), где m — мощность выбросоопасного пласта, м; К— коэффициент, зависящий от прочности угля;

m — удельный вес ВВ, кг/мз. Затем бурят кольцевую скважину во вмещающих породах, гермет лзируют ее устья и подключают

K дегазационному ставу. В сквозную кольцевую скважину помещают заряды BВ и взрывают их одновременно из обоих устьев, С момента подключения скважины, пробуренной в сл ещающих породах, к дегазационному ставу непрерывно ведут дегазацию до подхода забоя к скважине на оасстояние подвигания забоя выработки на один проходческий щит. 2 ил. выработки; HG фиг. 2 — сечение А-А на фиг. i, Способ пересечения выбросоопасных зон очистными и подготовительными выработками осуществляют следующим образом.

В выработкс 1, например в подготовительной, любым из известных методов прогноза устанавливают наличие выбросоопасной зоны и производят расчет диаметра сквозной кольцевой скважины 2 по формуле (Я с » ! ( зЪ

lQ (Л (З О

6д

1650913 гп

D =

К у

6 - 3 б

{3) где D — диаметр скважины.

Величина заряда q будет равна ,з ц — у, «/ — r кг, (4) где у — удельный eec BB, кг/м .

С другой стороны, исходя из необходимости образования камуфлетной полости на всю мощность пласта, получим

Rn = m, (5) где m — мощность пласта, (слоя) м.

Подставив (5) и {4) и {2), получим /л

m=DK- — у

6 откуда

D=K {7) фл —, у

Для слабых выбросоопасных углей коэффициент К может быть равным 0,6 м/1/кг.

Приняв в качестве примера m = 1,0 м и у = 1,1 х 10 кгl м, получают

1 — 0,1964 м.

0,6 Х 10 3 1,1 б (б) Диаметр сквозной кольцевой скважины

2 принимают равным 200 мм. (1), полученной следующим образом, При взрыве заряда ВВ образуется камуфлетная полость, радиус которой равен

Rï = К «/ц (г), где R> — радиус камуфлетной полости, м;

q — удельный расход ВВ, кг;

К вЂ” эмпирический коэффициент, зависящий от прочности пород (угля) м/«/ кг, Формула получена из условия, что заряд ВВ имеет сферическую форму и образованная камуфлетная полость вокруг каждого такого заряда также имеет сферическую форму. В этом случае, окантуривающая камуфлетная полость может быть представлена в виде примыкающих друг к другу сферических камуфлетных полостей радиусом R>, Заряд ВВ, расположенный в кольцевой скважине, может быть представлен в виде совокупности сферических зарядов величиной, примыкающих друг к другу. Объем, занятый каждым таким сферическим зарядом

ВВ (q), будет равен объему сферы (Ч), диаметр которой равен диаметру скважины, тогда

Далее определяют радиус кривизны сквозной кольцевой скважины 2, который не должен быть более радиуса зоны разрушения, образуемой в массиве при взрыве за5 ряда ВВ в этой скважине, Известно, что зона разрушения, образуемая при взрыве вокруг скважины, зависит от величины радиуса заряда BB (Кз) и составляет (38-40)Кз, а зона радиальных тре10 щин — (20-26)R3. За счет эффекта кумуляции энергии взрыва, получаемой при расположении зарядов по полуцилиндрической поверхности, обращенной вглубь массива, повышается интенсивность трещинообра15 зования призабойной части массива, оконтуреннога кольцевой скважиной, поэтому максимальный радиус кривизны сквозной кольцевой скважины не должен превышать

40R3. В случае превышения фактического

20 радиуса кривизны скважины оконтуренный полостью взрыва массив не полностью разбивается трещинами и под действием сил горного давления останется в объемном наи ря>кен ном состоянии. Следовательно, его

25 выбросоопасность не будет устранена, Минимальный радиус кривизны должен быть не менее половины ширины забоя выработки или выбросоопасной зоны.

Итак, R = 40R, где R3 — радиус заряда, м.

30 Тогда радиус кривизны сквозной кольцевой скважины при R> = 100 мм составит 4,0 м, Затем в блок выработки 1 в угольном пласте 2 бурят сквозную кольцевую скважину 3 диаметром 200 мм и радиусом кривиз35 ны 4,0 м, после чего в блок выработки 1 во вмещающих породах бурят скважину 4, при помощи устройств герметизации 5 герметизируют ее устья и подключают к дегазационному ставу б. Через одно из устьев сквозной

40 кольцевой скважины 3 вводят заряд ВВ и осуществляют его взрывание одновременно из обоих устьев скважины 3. При взрывании зарядов ВВ в массиве параллельно оси скважины образуются большие растягиваю45 щие. напряжения, а перпендикулярно оси— сжимающие напряжения, т.е. растягива|ощие напряжения, образуемые при взрывании части заряда вблизи устьев скважины, компенсируЮтся сжимающими напряжени50 ями, образуемыми при взрывании части заряда, расположенного в середине кольцевой скважины. При этом обеспечивается высокая концентрация растягивающих напряжений в массиве и смещение во вре55 мени действия на массив растягивающих и сжимающих напряжений.

После этого выработку прохсдят при помощи БВР или комбайновым способом. Дегазацию осуществляют непрерывно, с момента подключения пробуренной во вме1650913 щающих породах скважины 3 к дегазационному ставу 6, до подхода забоя к скважине на расстояние подвигания забоя выработки на один проходческий цикл.

Формула изобретения

Способ пересечения выбросоопасных зон очистными и подготовительными выработками, включающий обуривание из забоя выработки выбросоопасной зоны или ее части сквозной кольцевой скважины, бурение кольцевой скважины во вмещающих породах, герметизацию устьев этой скважины и дегазацию призабойной части массива, о т-. а и ч а ю шийся тем, что, с целью

-устранения выбросоопасности путем перевода призабойной части массива из объемного напряженного состояния в одноосное напряженное состояние, в сквозную кольцевую скважину помещают заряды ВВ и взрывают их одновременно из обоих устьев указанной скважины, при этом радиус кривизны кольцевой скважины принимают не более радиуса зоны разрушения, образуемой в массиве при взрыве, и не менее половины ширины забоя выработки или

5 выбросоопасной зоны, а минимальный диаметр кольцевой скважины определяют по формуле

ill

D — — у — — — .и.

10. У где 0 — диаметр скважины, м; и. — мощность выбросоопасного пласта (слоя), м;

К вЂ” коэффициент, зависящий от прочно15 сти угля; у- удельный вес 88, кг/м, причем дегазацию ведут непрерывно с момента подключения скважины, пробуренной во вмещающих породах, к

20 дегазационному ставу, до подхода забоя к скважине на расстояние подвигания забоя выработки на один проходческий цикл.

1650913

А-А

Составитель В.Турчина

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М. Шароши

Редактор Л. Лашкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагаоина, 101. 1

Заказ 1976 Тираж 296 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5