Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использо вано при ведении горных работ на выбросоопасных пластах полого и крутого падения, Известен способ предотвращения внезапньгх выбросов угля и газа, вклю чающий бурение шпуров, и:- герметизацию, нагнетание в шпуры жидкости в режиме гидрорыхления пласта l . Недостатком способа является то, что при изменении горно-геологически условий, когда напряжения распределя ются неравномерно, процесс гидрообработки пласта в режиме гидрорыхления становится неуправляемым, приводит к провокации внезапных выбросов угля и газа. Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому является способ предот вращения внезапных выбросов угля и газа, включающий бурение из забоя выработки шпуров, их герметизацию, негнетание в шпуры жидкости в режиме гидроотжима 2J . Недостатком известного способа яв ляется то, что при нагнетании жидкости в шпуры происходит процесс самопроизвольного разрушения угольного пласта, переходящий во внезапный выброс угля и газа, так как в сложных горно-геологических условиях разгруз ка призабойной части пласта происходит неравномерно, в пласте образуютс зоны повышенных напряжений. Цель изобретения - повьш1ение эффективности и безопасности предотвра щения внезапных выбросов угля и газа путем устранения самопроизвольного разрушения угля за границей обрабаты ваемой зоны. Поставленная цель достигается тем что согласно способу предотвращениявнезапных выбросов угля и газа, вклю чающему бурение из забоя выработки шпуров, их герметизацию, нагнетание в шпуры жидкости в режиме гидроотжима, перед нагнетанием жидкости в шпу ры в режиме гидроотжима на всю мощность пласта образуют разгрузочные щели глубиной, равной глубине герметизации шпура, при этом разгрузочные щели от шпура располагают на расстоя нии не менее глубины герметизации шпура. При пологом падении пласта разгру зочные щели образуют по обе стороны от шпура. При крутом падении пластов образуют одну разгрузочную щель, располачгая ее шпура. На чертеже изображена реализация способа. На схеме показаны: угольный пласт 1, шпур 2 для подачи воды под высоким давлением, зона 3 гидрообработки без ограничительных щелей (пласт), глубина 4 герметизации разгрузочные щели 5 для ограничения зоны гидрообработки, зона 6 гидрообработки при наличии ограничительных разгрузочных щелей (пласт). Способ осуществляется следующим образом. В очистных забоях крутопадающих и пологих угольных пластов 1 бурят шпуры 2 для нагнетания в них жидкое-, ти. Параметры нагнетания устанавливают согласно Инструкции по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа. При пологом падении пластов по обе стороны ОТ нагнетательного шпура 2, в пределах проектной зоны 3 обрабатываемого участку пласта, на расстоянии от шпура не меньшем, чем глубина 4 герметизации, на всю мощность пласта образуют разгрузочные щели 5 шириной 60-80 мм и глубиной, равной глубине 4 герметизации нагнетательного шпура 2, При нагнетании жидкости в два и более шпуров разгрузочные щели 5 располагают на равноудаленных расстояниях от соседних шпуров 2. В шпуры 2 нагнетают жидкость под давлением в режиме, например , гидрорыхления угольного пласта или гидроотжима. Окончание процесса гидрообработки призабойного участка угольного пласта определяют по показателям, предусмотренным видом гидрообработки. Гидрорыхление считается законченным при одновременном появлении воды на плоскости забоя; снижении давления в высоконапорном трудопроводе не менее чем на 30% от установившегося, при котором производилось нагнетание и при подаче в скважину количества воды, не менее расчетного. Обработка пласта гидроотжимом считается эффективной, когда выдвигание угольного забоя ДЙ на пластах тонких и средней мощности составит в очистных забоях не менее 0, (г

глубина герметизации нагнетательного шпура), в подготовительных забоях 0,02 j. , а в подготовительных забоях мощных пластов - не менее 2 см, давление нагнетаемой воды снизится до Р (Р| - конечное давление нагнетаемой воды) и произойдет выход на забой в пределах, оконтуренных разгрузочными щелями 5 блоков 6.

В подготовительных вьфаботках крутопадающих и наклонных пластов образуют одну разгрузочную щель 5 в верхней части забоя,- а шпур 2 для нагнетания жидкости располагают в нижней его части. При этом для предотвращения обрушений нависающего массива в щель вводят крепежные материалы на всю ее длину.

Преимущество способа состоит в том что разгрузочные щели, выполненные

и расположенные относительно шпуров для нагнетания жидкости предложенным образом, изменяют фильтрационные характеристики пласта, увеличивают его поровый объем.

Кроме того, разгрузочная щель нарушает физическую связь частиц угля между оконтуренным блоком и остальным массивом, поэтому все процессы при нагнетании и образовавшаяся при этом волна дробления угля не распространяются на массив, а действуют только в пределах оконтуренного щелями и забоем блока. Это позволяет предотвратить газодинамические явления и обрушения нависающего угольноч го массива при нагнетании, повысить безопасность и эффективность нагнетания жидкости в призабойную зону угольного пласта.

1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, вклю чающий бурение из забоя выработки шпуров, их герметизацию, нагнетание в шпуры жидкости в режиме гидроотжима, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности предотвраш.ення внезапных выбросов угля и газа путем . устранения самопроизвольного разрушения угля за границей обрабатьшаемой зоны, перед- нагнетанием жидкости в шпуры в режиме гидроотжима на всю мощность пласта образуют разгрузочные щели глубиной, равной глубине герметизации шпура, при этом разгрузочные щели от шпуров располагают на расстоянии не менее глубины герметизации шпура. 2.Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что при пологом падении пласта разгрузочные щели образуют по обе стороны от шпура. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при крутом падении пластов образуют одну разгрузочную щель, располагая ее выше шпура.