Способ разработки одиночных выбросоопасных угольных пластов Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 E21C41/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа.

Известен способ разработки угольного пласта, включающий подготовку выемочного участка пластовыми выработками и ведение очистных работ обратным ходом, при этом подготовительные работы ведут обособленно от очистных, разрезные печи проводят вне связи с наклонными выработками, а при проведении пластовых подготовительных выработок и разрезной печи применяют локальные противовыбросные мероприятия из забоя выработок в процессе их проведения 1.

Недостатком способа является то, что технология проведения выработок по выбросоопасному пласту с применением локальных мероприятий весьма сложна, небезопасна и существенно снижает темпы проходки, выработок, так как для выполнения локальных мероприятий выделяется специальная смена для выполнения локальных Способов предотвращения выбросов угля и газа. Ограниченность времени на выполнение профилактической обработки и невозможность совмещения работ по проходке и профилактике вынуждают применять в забоях меры, наиболее производительные по технологическим операциям, но менее эффективные по надежности. Хорошо известны факты прямых нарушений параметров локальных мероприятий по причине ограниченности времени на их выполнение,, что в целом снижает безопасность проходческих работ и темпы проведения выработок в 1,52 раза.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий проведение панельных наклонных полевых выработок, разрезной печи, полевого щтрека, на выемочном участке вскрытие пласта гезенками, проведение пластового штрека и ведение очистных работ 2.

Недостатком известного способа является то, что его использование на выбросоопасных пластах приводит к повышению опасности проведения горных работ, так как полевой штрек проводят вне связн с противовыбросными мероприятиями, применяемыми в пластовом штреке, которые проводят впереди лавы, и их выполнение требует специально отведенного времени.

Цель изобретения - повышение безопасности и эффективности ведения горных работ путем рационального во времени и пространстве выполнения противовыбросных мероприятий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему проведение панельных наклонных полевых выработок.

разрезной печи, полевого штрека на выемочном участке, вскрытие пласта гезенками, проведение пластового штрека и ведение очистных работ, до проведения разрезной печи, пластового штрека, гезенка и ведения очистных работ из наклонной полевой выработки и полевого штрека в зону проведения разрезной печи, пластового штрека, гезенка и ведения очистных работ бурят скважины, устья которых располагают вдоль осей выработок и, начиная с зоны разрезной печи, производят профилактическую обработку этих зон, при этом ширину обрабатываемых зон определяют условием

В - Су+2а, где Ср - ширина разрезной печи, м;

СХ - ширина зоны обработки пласта

за контуром выработки, м; + С„+2а, где Сш - ширина пластового штрека, м;

Си -протяженность ниши, м; а величину опережения профилактических работ относительно очистных устанавливают по формуле

1.ЬХ,Ч, при УП УОЧ,

где f - протяженность зоны опорного давления, (впереди очистного забоя,

м/сут; УОЧ скорость подвигания очистного

забоя, м/сут;

Vfl- скорость подвигания фронта профилактических работ, м/сут; t - время применения противовыбросных мероприятий, сут. Кроме того, после проведения полевого штрека устанавливают зону разгрузки, а скважины для профилактической обработки зон бурят за пределы зоны разгрузки. На фиг. 1 приведена схема выполнения способа; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 -.узел II на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 5. На фиг. обозначены: 1 - наклонные полевые выработки; 2 - защищенная зона; 3 - скважины; 4 - разрезная печь; 5 - полевой штрек; 6 - пластовый штрек; 7 - гезенки; 8 - ниша; 9 - зона разгрузки. Способ осуществляют следуюшим образом.

При применении на выбросоопасном пласте панельной подготовки осуществляют полевое проведение наклонных выработок и выемочных штреков (фиг. 1).

Нарезку очистного забоя проводят следующим образом (фиг. 2-4). Создают на пласте вдоль одной из наклонных полевых выработок 1, например средней, защищенную зону 2 (фиг. 2) посредством выполнения с этой выработки через скважины 3 (фиг. 3) противовыбросных мероприятий (например, нагнетание воды в пласт с одновременной дегазацией). В качестве нагнетательных выбирают, например, две скважины 3, расположенные в створе относительно ширины зоны 2. Ширину зоны 2 определяют по формуле + 2a, где, Ср - ширина разрезной печи, м; О ширина зоны обработки пласта за контуром выработки, м, которую по методике расчета, приведенной в инструкции по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа,устанавливают из параметров увлажнения и дегазации угольных пластов. По обработанной зоне 2 проводят разрезную печь 4 (фиг. 2 и 4) не нее ведут очистные работы одновременно в обе стороны, затем осуш,ествляют подготовку выемочного участка, при этом создают на выбросоопасном пласте вдоль полевого штрека 5 защишенную зону 2 (фиг. 5) посредством выполнения с этого штрека через скважины 3 (фиг. 6) противовыбросных мероприятий, как в предыдуш,ем случае. Ширину зоны 2 устанавливают из выражения B2.Q, Ч-2а -ьСн, где Сщ - ширина пластового штрека, м; С - протяженность ниши очистного забоя, м. Затем по обработанной зоне, по мере подвигания фронта профилактических работ, проводят пластовый штрек 6, гезенки 7 и нишу 8 (фиг. 5 и 7). Одновременно с этим ведут очистные работы. Величину опережения фронта .профилактических работ относительно очистного забоя устанавливают по формуле L.+4,-t, где Е - протяженность зоны опорного давления впереди очистного забоя, м; Von-скорость подвигания очистного забоя, м/сут; t - время применения противовыбросных мероприятий. При этом выполняют слеДуюшее условие Vt, Vo4 где Vn-- j--скорость подвигания фронта профилактических работ в полосе, м/сут; Пф- количество фронтов профилактических работ в зоне; с - расстояние между створами парных скважин, м. Наклонные полевые выработки 7 и полевой штрек 5 проводят на минимально возможном установленном инструкцией расстоянии от выбросоопасного пласта, что приводит к созданию зоны разгрузки 9, не опасной по выбросам. Затем определяют ширину этой зоны (например, путем заложения глубинных реперов и замеров при их деформации сдвижений боковых пород). При этом скважины 3 бурят на пласт за пределы зоны разгрузки 9. Воздействие опорного давления очистного забоя на полевой штрек 5 устраняют тем, что над ним проводят пластовый штрек 6 и сопряженную с ним нишу 8. Для этого внешние стенки пластового штрека 6 и ниши 8 (фиг. 7) располагают по пласту на расстоянии от нормали, проведенной на пласт через боковые стенки полевого штрека 5, не менее 0,6h, где h - расстояние от полевого штрека до пласта по нормали. При этом ширину выемки пласта согласуют с шириной указанной полосы, исходя из следуюшей зависимости; Вг.Си,+Сн+2а, где Си ширина пластового штрека, м; С н - протяженность ниши, м, которую принимают равной 1,2. Преимушество способа заключается в повышении безопасности работ и темпов проведения выработок, которые обеспечиваются путем заблаговременной профилактической обработки выбросоопасного пласта в зоне проведения выработок и увязки параметров применяемой профилактической обработки пласта с темпами проведения выработок и ведение очистных работ и с размерами зоны разгрузки, образованной при проведении полевого штрека вблизи выбросоопасного пласта. Кроме того, применение способа позволяет улучшить состояние полевых выработок путем увеличения зоны разгрузки пласта использованием профилактической обработки за зоной разгрузки, что позволяет увеличить нагрузки на очистной забой.

Фиг.2

6-5

.а

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ОДИНОЧНБ1Х ВЫБРОСООПАСНЫХ УГОЛЬНБ1Х ПЛАСТОВ, включающий проведение панельных наклонных полевых выработок, разрезной печи, пол.евого штрека на выемочно.м участке, вскрытие пласта гезенками, проведение пластового штрека и ведение очистных работ, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и эффективности ведения горных работ путем рационального во времени и пространстве выполнения противовыбросных мероприятий, до проведения разрезной печи, пластового штрека, гезенка и ведения очистных работ из наклонной полевой выработки и полевого штрека в зону проведения разрезной печи, пластового штрека, гезенка и ведения очистных работ бурят скважины, устья которых располагают вдоль осей выработок и, начиная с зоны разрезной печи, производят профилактическую обработку этих зон, при этом ширину обрабатываемых зон определяют условием В Ср + 2а, где Ср - ширина разрезной печи, м; а - ширина зоны обработки пласта за контуром выработки, м; + С„ + 2а, где Сщ- ширина пластового штрека, м; CH - протяженность ниши, м, а величину опережения профилактических работ относительно очистных устанавливают I по формуле L E-fVo4-t при . где Е - протяженность зоны опорного давления впереди очистного забоя, м/сут; V(ju - скорость подвигания очистного забоя, м/сут; Vn- скорость подвигания фронта профилактических работ, м/сут; { - время применения противовыбросных мероприятий, сут. 4 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после проведения полевого штрека устанавливают зону разгрузки, а скважины для СО СО профилактической обработки зон бурят за пределы зоны разгрузки.

в-в

фиг..6