Способ борьбы с внезапными выбросами соли и газа при слоевой системе разработки пластов

 

Использование относится к горной промышленности и может быть использовано при слоевой отработке выбросоопасных участков калийных пластов длинными очистными забоями с использованием гидромеханизированных комплексов. Изобретение характеризуется тем, что по мере приближения к опасной зоне увеличивают мощность вынимаемой полосы с заглублением в почву пласта в 1,5 - 2 раза к центру нарушения забою и перед взрыванием к инициирующему врубу добавляют ряд шпуров с направлением в опасную зону до полного пересечения ими слоя, отрабатываемого впоследствии нижней лавой. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при слоевой отработке выбросоопасных участков калийных пластов длинными очистными забоями с использованием гидромеханизированных комплексов.

Задача повышение безопасности работ и снижение затрат на ликвидацию последствий выброса одновременно в верхней и нижней лавах, оборудованных секциями механизированной крепи (СМК) при слоевой выемке.

Известен способ предотвращения внезапных выбросов соли и газа [1] включающий определение границ выбросоопасных зон, бурение скважин впереди лавы, взрывание в скважинах зарядов ВВ, формирование в массиве впереди лавы полости, соединенной с дополнительной полостью в кровле пласта, полученной взрыванием зарядов ВВ, с выходом ее в обрушенное пространство и выпуск через эти полости солегазовой смеси выброса. Однако данный способ трудно осуществим из-за необходимости большой точности в выборе параметров БВР для формирования полости в кровле пласта и недостаточной эффективности выпуска солегазовой массы из-за небольшого диметра этой полости регламентируемого геологическим строением кровли [3] Наиболее близким к предлагаемому является способ снижения интенсивности выбросов соли и газа [2] взятый в качестве прототипа, включающий формирование проводящего канала в створе инициирующего вруба после обнарушения опасной зоны в призабойной части массива; формирование канала осуществляют установкой в выработанном пространстве двух рядов органной крепи по мере подвигания лавы, с работке в конкретных горно-геологических условиях; q_п максимальный водоприток по одной промоине, м³/час; t максимальный отрезок времени с момента образования промоины до ее ликвидации, час; а производительность насосной установки находят из соотношения: Q ≥ V\T, м³/час, V - емкость котлована, м³; Т периодичность возникновения промоин, час.

Из патентной и технической литературы не известен способ защиты земной поверхности при подработке дамб, полностью исключающий возможность ее затопления за счет расположения котлована в месте максимального понижения котлована в месте максимального понижения рельефа при подработке, учитывающий приток воды через промоины и производительность насосной установки, емкость котлована, время ликвидации промоины и периодичность образования последних. Таким образом заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в области подработки водных объектов позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном способе, и признать заявленное решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан план поверхности в окрестности подрабатываемой дамбы, на фиг. 2 вертикальный разрез по А А.

Способ осуществляется следующим образом. Перед подработкой горными работами дамбы 1 (фиг. 1) производят ее наращивание на высоту, равную по величине ожидаемому оседанию. С внешней стороны дамбы на всю ее длину проводят дренажную канавку 2 и устраивают котлован 3 в месте максимального понижения рельефа 4 земной поверхности при подработке. Объем котлована V рассчитывают из условия V ≥ кq_пt, м³, где к количество промоин, одновременно возникающих в теле дамбы при подработке в конкретных горногеологических условиях; q_п максимальный водоприток по одной промоине, м³/час; t максимальный отрезок времени с момента образования промоины до ее ликвидации, час. Котлован оборудуют насосной установкой 5, откачивающей воду из него в водоем 6. Производительность Q насосной установки определяют из соотношения Q ≥ V\T, м³/час, V емкость котлована, м³, Т периодичность возникновения промоин, час.

При подработке горными работами (на чертежах не показаны) дамбы 1 в ее теле образуются трещины, которые превращаются в промоины 7 (фиг. 2). Через промоины 7 вода поступает в дренажную канавку 2 и далее в котлован 3, из которого откачивается насосной установкой 5 по трубопроводу 8 в водоем 6. Благодаря достаточной емкости котлована и требуемой производительности насосной установки, расчет которых выполнен с учетом водопритока по одной промоине, времени их существования и периодичности возникновения, затопление земной поверхности ниже дамбы исключается.

Пример. Перед подработкой горными работами шихты "Саранская" ПО "Карагандауголь" дамбы 1 (фиг. 1) искусственного водоема 6 производят наращивание тела дамбы на высоту до 2,0 м (максимальное оседание дамбы). С внешней стороны вдоль дамбы 1 проводят дренажную канаву сечением 0,3 0,5 х 0,5 м и устраивают котлован 3 в месте максимального понижения рельефа 4 земной поверхности при подработке. При количестве промоин, одновременно возникающих в теле дамбы при ее подработке к 4, максимальном водопритоке по одной промоине q_п 25 м³/час и максимальном отрезке времени с момента возникновения промоины до ее ликвидации t 36 час, емкость котлована V ≥ 4 х 25 х 36 3600 м³ (принято V 5000 м³. Откачка воды из котлована обеспечивается при производительности насоса Q ≥ V\T=5000\168 29,8 м³/час (периодичность возникновения промоин обусловлена периодичностью посадки основной кровли происходящей раз в неделю T 168 час). Насосная установка оборудована двумя насосами производительностью 50 м³/час (один резервный). При подработке дамбы, вода, поступающая через периодически возникающие промоины, по дренажной канаве поступает в котлован не переполняя его и откачивается насосом в водоем, благодаря чему исключается затопление территории рабочего поселка расположенного ниже по рельефу.

Преимуществом предлагаемого изобретения является более высокая эффективность способа, при которой исключается возможность затопления земной поверхности при подработке дамб водоемов.

Формула изобретения

Способ борьбы с внезапными выбросами соли и газа при солевой системе разработки пластов, включающий обнаружение опасной зоны, формирование проводящего канала в створе инициирующего вруба установкой в выработанном пространстве двух рядов органной крепи с максимальным опусканием верхняков секций механизированной крепи верхней лавы, расположенных между рядами органной крепи, инициирование выброса взрывом, отличающийся тем, что по мере приближения к опасной зоне увеличивают мощность вынимаемой полосы с заглублением в почву пласта в 1,5 2 раза к центру опасной зоны по забою, и перед взрыванием к инициирующему врубу добавляют ряд шпуров с направлением в опасную зону до полного пересечения ими слоя, отрабатываемого впоследствии нижней лавой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2