СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ГАЗОНОСНЫХ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК E21C41/20 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано при слоевой разработке мощных пологих, преимущественно калийных газоносных пластов.

Известен способ разработки пологих мощных пластов двумя слоями в нисходящем порядке [Б.А. Волков, А.С. Кириченко, М.П. Листопадов, Л.И. Томчин, А.Д. Смычник "Способ разработки пластов", авт. изоб. N 1716136 (СССР) 5 E 21 C 41/18, БИ N 18, 1992, Москва], включающий проведения оконтуривающих столбы слоевых выработок и одновременную отработку слоев с надработкой выработки нижнего слоя и с проведением вприсечку к выработанному пространству выемочного штрека в верхнем слое.

Данный способ не находит широкого применения из-за больших затрат на поддержание присечной выработки, невозможности ее изолировать от поступления горючих газов в рабочую зону лавы из выработанного пространства, смежного выемочного столба. К тому же при данном способе существует реальная опасность выбросов соли и газа из почвы подготовительных выработок.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разработки пологих газоносных мощных калийных пластов сложного строения двумя слоями в нисходящем порядке [В. А. Сорокин, Б.И. Петровский, Ю.Н. Николаев и др. Слоевая выемка Третьего пласта на Старобинском месторождении // Промышленное освоение Старобинского месторождения калийных солей / Ленинград, ВНИИГ, 1986, с. 4-14] , взятый в качестве прототипа и включающий проведение оконтуривающих столбы слоевых выработок и одновременную нисходящую отработку слоев с оставлением межстолбовых барьерных целиков шириной 80 метров. При этом обеспечивается надежная изоляция смежных столбов. Однако при этом способе могут происходить внезапные выбросы соли и газа из почвы подготовительных выработок со стороны выработанного пространства нижних лав.

В этих зонах находятся скопления газов, дренирующих по трещинам расслоений в зонах разгрузки при последовательной двухслоевой выемки [В.П. Зубов, А. Д. Смычник . Внезапные выбросы соли и газа из пород почвы в выработанном пространстве лавы: природа явления, возможность его прогнозирования, способы предотвращения.- Проблемы безопасности жизнедеятельности. Материалы 2-ой Международной научно-технической конференции, г. Солигорск, 1997 г.].

Задачей изобретения является повышение безопасности разработки мощного пласта за счет газовой разгрузки припочвенного массива (дегазации).

Поставленная задача достигается тем, что в предложенном способе, включающем проведение подготовительных выработок нижнего слоя в разгруженной зоне под выработанным пространством верхнего слоя со смещением относительно поперечного сечения его слоевых подготовительных выработок и под защитной межслоевой пачки пород, при выемке верхнего слоя, например длинным очистным забоем, из центральной подготовительной выработки лавы верхнего слоя производят бурение в почву шпуров длиной h_ш, равной мощности межслоевой пачки (x₁), нижнего слоя (x₂) и однородного слоя подстилающих пород (x₃), до 10 метров с шагом не более l_ш= 1/2 l_осн. (половины шага обрушения основной кровли 1/2 l_осн= 20 метров) при выемке нижнего слоя. Затем при последующей отработке нижнего слоя по отверстию шпура в кровле призабойного пространства нижней лавы находят его продолжение в почве лавы и производят его бурение - зачистку и заряжание, а затем, после передвижки крепи, производят взрывание в выработанном пространстве лавы непосредственно за крепью.

Возможно достижение поставленной задачи следующим образом: шпуры в почву бурят непосредственно из призабойного пространства лав нижнего слоя с тем же шагом l_ш= l_осн/2, но глубиной не менее мощности только однородного слоя подстилающих пород (x₃), с последующим их взрыванием в выработанном пространстве непосредственно за оградительными щитами секций крепи после ее передвижки.

В результате наведенной взрывом трещиноватости газ дренирует из локальных скоплений, рассеиваясь в обрушенных породах выработанного пространства.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 - разрез по забою нижней лавы (А-А на фиг. 2), на фиг. 2 представлена технологическая схема двухслоевой выемки пласта, вид в плане, где 1 - панельный конвейерный штрек; 2 - панельный транспортный штрек, 3 - панельный вентиляционный штрек; 4 - конвейерный штрек верхней лавы, 5 - транспортный штрек верхней лавы, 6 - центральный вентиляционный штрек верхней лавы, 7 - разгружающий штрек верхней лавы, 8 - конвейерный штрек нижней лавы; 9 - вентиляционный штрек нижней лавы; 10 - вспомогательная выработка для верхней лавы; 11 - вспомогательная выработка для нижней лавы; 12 - конвейерные сбойки; 13 - вентиляционные кроссинги; 14 - рудоспуски; 15 - отработанный участок панели; 16 - выработанное пространство верхней лавы; 17 - выработанное пространство нижней лавы; 18 - дегазационные шпуры в почве вентиляционного штрека верхней лавы; 19 - зона разупрочненных взрывов пород.

Способ осуществляется следующим образом.

Для подготовки выемочных столбов в каждом слое проводят подготовительные выработки, сначала общие для обоих слоев конвейерный 1, транспортный 2 и вентиляционный 3 штреки и вспомогательные выработки 10, 11 для нарезки центрального вентиляционного 6, транспортного 5, конвейерного 4 штреков верхней лавы и конвейерного 8, вентиляционного 9 штреков нижней лавы. Выработки нижней лавы проводятся в разгруженной зоне (после надработки верхней лавой).

Затем до подхода верхней лавы из центрального вентиляционного штрека бурят в почву шпуры длиной не менее h_ш = x₁ + x₂ + x₃ (мощности межслоевой пачки (x₁), нижнего слоя (x₂) и однородного слоя подстилающих пород (x₃)) с шагом (l_ш = l_сек/2) не более половины шага обрушения основной кровли по нижнему слою (половины шага обрушения основной кровли 1/2 l_осн = 20 метров).

При последующей отработке нижнего слоя по отверстию шпура в кровле O призабойного пространства нижней лавы находят его продолжение в почве лавы и производят его бурение - зачистку, заряжание и после передвижки крепи взрывание в выработанном пространстве лавы O непосредственно за ограждениями забойной крепи O.

Возможно бурение дренажных шпуров непосредственно из призабойного пространства нижней лавы в почву, в зонах наиболее вероятного скопления газов шпуров длиной h_ш = x₃ не менее мощности однородного слоя подстилающих пород с тем же шагом (l_ш = l_осн/2), с последующим их взрыванием в выработанном пространстве непосредственно за оградительными щитами секций крепи после ее передвижки.

Тем самым повышается безопасность горных работ, практически исключается вероятность внезапных выбросов соли и газа из почвы слоевых выработок.

Способ относится к горному делу, в частности к способам борьбы с газодинамическими явлениями и безопасному ведению горных работ. Способ может осуществляться в двух вариантах: 1. Бурением в почву центральной подготовительной выработки лавы верхнего слоя, шпуров длиной не менее суммарной мощности (h_ш) межслоевой пачки (х₁), нижнего слоя (х₂) и однородного слоя подстилающих пород (х₃) с интервалом (1_ш) не более половины шага обрушения основной кровли в выработанном пространстве лавы нижнего слоя, с последующим их добуриванием и взрыванием при отработке лав нижнего слоя, причем взрывание проводят после передвижки крепи в выработанном пространстве нижней лавы. 2. Бурением шпуров в почву непосредственно из призабойного пространства лав нижнего слоя с тем же шагом 1_осн/2, но глубиной не менее мощности только однородного слоя подстилающих пород (x₂), с последующим их взрыванием в выработанном пространстве непосредственно за оградительными щитами секций крепи после ее передвижки. Применение этого способа позволяет повысить безопасность горных работ и исключить вероятность внезапных выбросов соли и газа из почвы слоевых выработок. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ разработки мощных газоносных калийный пологих пластов, включающий проведение подготовительных выработок нижнего слоя в разгруженной зоне под выработанным пространством верхнего слоя со смещением относительно поперечного сечения его слоевых подготовительных выработок и под защитой межслоевой пачки пород, отличающийся тем, что при опережающей отработке верхнего слоя в почву центральной подготовительной выработки лавы верхнего слоя бурят шпуры длиной не менее суммарной мощности (h_ш) межслоевой пачки (x₁), нижнего слоя (x₂) и однородного слоя подстилающих пород (x₃) с интервалом (1_ш) не более половины шага обрушения основной кровли в выработанном пространстве лавы нижнего слоя (1_осн/2) с последующим их добуриванием и взрыванием, при отработке лав нижнего слоя, причем взрывание проводят после передвижки крепи в выработанном пространстве нижней лавы. 2. Способ разработки мощных газоносных калийных пологих пластов, включающий проведение подготовительных выработок нижнего слоя в разгруженной зоне под выработанным пространством верхнего слоя со смещением относительно поперечного сечения его слоевых подготовительных выработок и под защитой межслоевой пачки пород, отличающийся тем, что шпуры в почву бурят непосредственно из призабойного пространства лав нижнего слоя с тем же шагом 1_ш = 1_осн/2, но глубиной не менее мощности только однородного слоя подстилающих пород (x₃), с последующим их взрыванием в выработанном пространстве непосредственно за оградительными щитами секций крепи после ее передвижки.