Способ управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности ведения работ. Для этого в стенках выработки создают машинный вруб. На период смыкания вруба увеличивают пролет выработки. При этом перемещают зону концентрации напряжений с контура выработки в глубь массива. Причем после окончания смыкания машинного вруба стенки горной выработки восстанавливают несущую способность. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки, например в калийных рудниках.

Известен способ управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки с помощью бурения дренажных шпуров, включающий бурение шпуров, например, в кровлю и стенки выработки (см. Методическое руководство по ведению горных работ на калийных рудниках Верхнекамского калийного месторождения/Уральский филиал ВНИИГ. - М.: Недра, 1992, с. 98-101).

Недостатком этого способа является незначительная дегазация пласта из-за ограничения зоны дренирования газа малой величиной зоны влияния дегазационного шпура на окружающий массив.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки, включающий снижение газового давления посредством создания фильтрационных каналов путем расслоения пород, например, за счет деформирования податливых целиков, сжимаемых гравитационными нагрузками (см. Проскуряков Н.М., Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Управление газодинамическими процессами в пластах калийных руд. - М.: Недра, 1988. с.220-225).

Недостатком этого способа является низкая безопасность работ из-за возможности обрушения горных выработок.

Целью предлагаемого способа управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки является повышение безопасности ведения работ.

Поставленная цель достигается тем, что в приконтурном массиве, например в стенках горной выработки, создают машинный вруб, это позволяет на период смыкания вруба временно увеличить пролет выработки и переместить зону концентрации напряжений с контура выработки в глубь массива за счет дополнительной полости. Вследствие действия гравитационных нагрузок и сил опорного давления происходит смещение пород в образованное пространство машинного вруба и расслоение окружающих выработку пород. Благодаря этому в массиве создаются зоны повышенной трещиноватости в плоскости напластования пород, в результате ускоряется процесс фильтрации и снижается газовое давление. Чем дольше период смыкания машинного вруба, чем плавней изменяется напряженное состояние в приконтурном массиве, тем эффективнее идет процесс дегазации по каналам фильтрации, давление газа становится ниже, и снижается вероятность газодинамических явлений в приконтурном массиве горной выработки. По окончании периода смыкания пространства машинного вруба несущая способность стенок выработки восстанавливается в пределах, необходимых, например, для сохранения безопасных параметров горной выработки.

На фиг. 1 изображено сечение горной выработки 1 с величиной пролета А и машинным врубом 2 длиной L в стенках выработки 3, в породах которых имеются пустоты 4, заполненные газом 5 под давлением, A+L - временный пролет выработки после проведения в ней машинного вруба 2.

На фиг. 2 изображено сечение той же горной выработки 1 после окончания периода смыкания пород стенок выработки 3 в машинный вруб 2, 6 - пути дренирования газа 5 из увеличенных объемов пустот 4 в расслоившихся породах стенок выработки 3, А - восстановленный первоначальный пролет горной выработки 1.

Способ реализуется следующим образом. В горной выработке 1, в ее стенках 3, создают машинный вруб 2. При этом первоначальная величина пролета А горной выработки 1 увеличивается на глубину машинного вруба L и становится равной A+L. Породы в стенках выработки 3 смещаются в образованное пространство машинного вруба 2. После периода смыкания пород пролет выработки 1 восстанавливается до первоначальной величины А. Смещение пород стенок 3 происходит под действием сил гравитации и опорного давления, тем самым создают зоны повышенной трещиноватости в породах, окружающих выработку 1, и способствуют их расслоению по плоскостям напластования. Таким образом, увеличивают объемы пустот 4, заполненных газом 5, или обеспечивают выход газа 5 по путям дренирования 6. При этом снижают давление газа 5 в породах стенок выработки 3. В результате влияют на газовый фактор развития механизма газодинамических явлений, а следовательно, управляют газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки.

Такой способ целесообразно применять при проходке горных выработок комбайновыми комплексами в комплекте с устройствами для создания машинного вруба, когда имеется вероятность развития газодинамических явлений в приконтурном массиве.

Испытания предложенного способа планируется провести на руднике БКПРУ-2 ОАО "Уралкалий" в четвертом квартале 2001 г.

Формула изобретения

Способ управления газодинамическими процессами в приконтурном массиве горной выработки, включающий снижение газового давления посредством создания фильтрационных каналов путем расслоения пород, отличающийся тем, что в стенках выработки создают машинный вруб и на период смыкания вруба увеличивают пролет выработки, при этом перемещают зону концентрации напряжений с контура выработки в глубь массива, причем после окончания смыкания машинного вруба стенки горной выработки восстанавливают несущую способность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2