Способ проведения подготовительной выработки по выбросоопасному угольному пласту

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4860480/03 (22) 17.08.90 (46) 30.09.92. Бюл, ¹ 36 (71) Донецкий политехнический институт (72) И.Л. Черняк, С,А. Ярунин, В,Е. Зайденварг, С.И. Егоров и О,Ю. Кузьмич (56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М.;

Недра, 1977, с. 111 — 117.

Спицы н Ю.Г. и др. Передовые торпедирование пород основной кровли на выбросоопасном пласте, — Уголь, ¹ 8, 1980, с, 17 — 21, (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ПО ВЫБРОСООПАСНОМУ УГОЛЬНОМУ ПЛАСТУ (57) Использование; изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выбросоопасным угольным пластам, Сущность

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выбросоопасным угольным пластам, Известен способ проведения подготовительных выработок по выбросоопасным пластам, предусматривающий торпедирование пласта впереди забоя камуфлетным взрыванием зарядов и проходку выработки; отбойку породы в забое и ее транспортировку.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ борь!

Ж 17б5464 А1 изобретения: по длине выработки периодически формируют области разрушения во вмещающих породах. Перед формированием очередной области разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями стойками крепи, начиная со стороны предыдущей области. После формирования очередной области разрушения величину распора постепенно снижают до нуля в обратной последовательности. Область разрушения формируют позади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования пород на границе зоны влияния забоя. Величину удельного активного распора стоек крепи рассчитывают по формуле Р=94 43,2 R, где

P — удельный активный распор, КПа; R— размер зоны деформирования, м. Активный распор позволяет сгладить резкое изменение напряжений в пласте в момент формирования области разрушения. 3 ил. бы с внезапными выбросами угля и газа в очистных забоях, принятый в качестве прототипа. Способ заключается в периодическом формировании областей разрушения в породах основной кровли впереди очистного забоя для уменьшения предельного пролета зависания консолей кровли в выработанном пространстве. Период расположения областей разрушения принимают равным 1/2 предельного пролета консоли кровли. Разрушение осуществляют иэ скважин, буримых из подготовительных выработок в породы кровли вне зоны влия1765464

10

40

50

Р=94+43,2 R, ния очистных работ, что связано с предотвращением влияния процесса разрушения пород на изменение напряженного состояния призабойной части пласта. В результате осуществления способа снижаются динамические проявления горного давления на угольных пластах, связанные с обрушением консолей кровли. Это позволяет избежать выбросов угля и газа.

Данный способ для проведения подгото вител ь н ых выработок f1 0 вы бросоопа пластам имеет невысокую эффективность, В отличие от очистного забоя в подготовительной выработке крайне затруднительно формировать разрушение пород кровли впереди забоя за зоной влияния выработки, которая достигает 15 — 20 м.

Это связано с технической трудностью целенаправленного бурения скважин из забоя выработки. Кроме того. данные работы имеют довольно большую стоимость. Если же формировать разрушение кровли ближе к забою или сзади него, резко снижается надежность способа, поскольку процесс разрушения приводит к резкому изменению напряженного состояния призабойной части пласта, что может спровоцировать выброс, Вторым моментом, обусловливающим низкую эффективность, является несоответствие размера области разрушения и размера той части вмещающих пород, которые создают динамические изменения напряжений в призабойной части пласта.

Цель изобретения — повышение эффективности сгюсоба.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в периодическом формировании по длине выработки областей разрушения во вмещающих породах и проходку выработки, перед формировани.ем очередной области разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями, начиная со стороны предыдущей области, причем после формирования очередной области разрушения величину распора постепенно снижаютдо нуля в обратной последовательности, при этом область разрушения формируют сзади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования пород на границе зоны влияния забоя, а величину удельного активного распора рассчитывают по формуле где Р— величина удельного активного распора, кПа;

R — размер зоны деформирования пород, м, Сущность предлагаемого способа заключается в искусственном разрушении вмещающих подготовительную выработку пород при их активном распоре на участке выработки между предыдущей областью разрушения и последующей, Это позволит сгладить резкие изменения напряженного состояния призабойной части пласта в мо- . мент разрушения пород, Зону разрушения предлагается формировать на глубину той части вмещающего массива, которая участвует в создании динамических проявлений горного давления в непосредственной близасти от проходческого забоя.

На фиг. 1 изображена схема формирования области разрушения и активного распора вмещающих пород; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1, Изобретение выполняется следующим образом, Выработка 1 производится в слоистом массиве 2 по выбросоопасному пласту 3. На границе зоны влияния забоя (на удалении 15 — 20 м от забоя) установили границу 4 и размеры зоны деформирования пород в кровле (Як=2 м) и почве (В=З м) выработки. Для этого пользовались методикой глубинных реперов. По плану горных работ для данной выработки или в аналогичных условиях определили величину минимального расстояния между выбросами угля и газа Т=14 м по длине выработки, Затем в непосредственной близости от проходческого забоя в плоскости сечения выработки 1 в породы кровли и почвы пробурили шпуры 5 до границы зоны деформирования пород 4, Осуществляли активный распор вмещающих пород на участке между точкой бурения шпуров 5 и предыдущей областью разрушения 6, Для этого использовали гидростойки 7, которые распирали между верхняком рамы крепи (не показана) и почвой выработки, Распор осуществляли последовательно, начиная устанавливать гидростойки 7 со стороны предыдущей области 6, и параллельно замеряли высоту выработки1 — Н в точке бурения шпуров 5, Гидростойки

7 устанавливали до тех пор, пока имело место изменение величины Н. Затем зарядили шпуры 5 ВВ и взорвали, после чего начали убирать гидростойки 7 со стороны забоя, постепенно снижая их распор до нуля, Подобные работы по бурению и взрыванию шпуров, а также распору пород осуществляли через 1/2 Т=7 м по длине выработки.

Величину удельного активного распора

P определили по предложенной формуле, 1765464

20 исходя из максимального значения размера зоны деформирования (3 м) Р=22,4 кПа. Для того, чтобы обеспечить этот удельный распор, верхняк рамы крепи необходимо расжать общим усилием, равным отношению удельного распора к площади кровли (почвы), приходящейся на одну раму, Количество гидростоек под одну раму в сечении выработки (фиг. Б — Б) определили делением общего усилия на активное усилие, развиваемое одной гидростойкой.

Формула изобретения

Способ проведения подготовительной выработки по выбросоопасному угольному пласту, заключающийся в периодическом формировании по длине. выработки областей разрушения во вмещающих породах и проходке выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед формированием очередной области разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями разрушения стойками крепи, начиная со стороны предыдущей области, причем после формирования очередной об5 ласти разрушения величину распора постепенно снижают до нуля в обратной последовательности, при этом область разрушения формируют позади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования

10 пород на границе зоны влияния забоя, а величину удельного активного распора стойки крепи рассчитывают по формуле

P=94+43,2R, 15 где P — величина удельного активного распора, КПа;

R — размер зоны деформирования пород, м.

1765464

45

Составитель О.Кузьмич

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор 3.Ходакова

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

Заказ 3367 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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