Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при вскрытии угольных пластов Советский патент 1985 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля,породы и газа.

Известен способ дегазации выбросоопасных пластов, включающий Гёурение из специально выполненных камер вскрывающей выработки дегазационных скважин, пересекающих угольный пласт на всю мощность l.

Недостатком способа является его низкая эффективность, поскольку дегазация ведется только угольного пласта, а для проведения дегазации работы по вскрытию угольного пласта останавливают на время, необходимое для дегазации пласта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ дегазации выбросоопасных угольных пластов перед их вскрытием, включаю ций бурение в направлении на вскрываемый угольный пласт из забоя вскрываюоюй выработки дегазационных скважин , пересекающих угольный пласт нп всем его протяжении 2. Недостатком известного способа является удаление только незначительной части метан4, участвующего в выбросе, так как дегазируется лишь незначительный участок угольного пласта в радиусе действия скважин, в то время как метан, участвующий в выбросе и содержащийся в боковых породах, из них не кaптиpyeтc J. Кроме того, на проведение способа требуется специально выделенное время для осуществления дегазации, на протяжении которого работы по вскрытию пласта останавливают.

Цель изобретения - повышение эффективности предо вращения внезапных выбросов угля и газа при вскрыт i гoльныx пластов путем увеличения зоны дегазации.

Поставленная цель достигается те что согласно способу, включающему бурение в направлении на вскрываемы угольный пласт из забоя вскрывающей выработки дегазационных скважин, устанавливают протяженность зон насщения пород газом и уплотнения боковых .пород вдоль вскрывающей выработки и границу разделения этих зон, а дегазационные скважины бурят в породах по мере подвигания вскрывщей выработки на всем протяжении зо насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрывакндей выработки за границу разДеления этих зон с выходом фильтрационной частидегазационных скважин в зону насыщения пород газом, при этом в процесе бурения скважины через каждый метр производят замеры газа и расстояние от устья скважины до интервала с максимальным выделением газа считают границей разделения зон (областей) насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрвающей выработки, а бурение первой дегазационной скважины производят в наиболее удаленной от вскрываемого угольного пласта точке зоны насыщения боковых пород метаном вдоль вскрывающей выработки.

На фиг.1 показано расположение дегазационных скважин при вскрытии пласта со стороны его почвы; на фиг.2 - то же, со стороны его кровли; на фиг.З - разрез участка вскрытия вкрест простирания с нанесением основных величин, использованных при расчете положения границы между областями насыщения пород метаном и уплотненных пород.

Способ осуществляется следующим образом.

При приближении горной выработки 1 (квершлага,ств(ла) к выбросоопасному пласту 2 в массиве пород, открывающем выработку, возникают деформации и раскрываются трещины, которые заполняются высоконапорным метаном, выделяюшимся из выбросоопасного пласта. Трещины раскрываются только в некоторой области, где давление метана превышает боко вой отпор, действующий со стороны массива пород, нетронутого воздействием выработки.

При фильтрации метана в направлении выработки давление его падает. На некотором расстоянии от пласта давление метана падает настолько, что боковой отпор закрывает трещины.

Таким образом, при приближении выработки возникает область 3 насыщения пород метаном и область 4 уплотненных пород, препятствующая естественной дегазации пласта 2 из области 3 насыщения пород метаном. Поэтому перед началом работ по дегазации угольного пласта и пород междупластья производят определение п ротяженности областей 3 и 4 и положения границы 5 их разделения. .

С учетом существующего в породах давления газа и бокового отпора ПОРОД при проведении вскрывающей выработки известными методами Определяют напряжения, вызванные давлением газа и боковым отпором массива пород, и строят эпюру результирующего их воздействия с учетомнаправления действия напряжений. Поверхность нулевьах напряжений на результирующей эпюре является границей разделения областей 3 и 4,

В период проходки положение границы между областями может быть определено путем систематических

замеров дебита метана в процессе бурения скважин: при пересечении гранихда между областями дебит метана в ней резко возрастает. Следовательно, длина скважины, при которой происходит существенное повышение дебита метана может быть принята в качестве расстояния от выработки до границы области насыщения пород метаном.

Расстояние от крайней точки области насыщения пород метаном до /точки вскрытия пласта выработкой {(квершлагом) U. или Ln определяется по аналогии с процессом создания защитной зоны путем отработки защитного пласта по формулам: V при вскрытии пласта со стороны почвы пласта

rp п sinoi. siny Ч Т

вскрытии пласта со стороны ли пласта

, - - : , /

К eihci Slnjf -t у

5 и 5 - размеры разгруженной (защищенной) области для минимальной ширины подрабатывающей выработки, м, с некоторым запасом в сторону увеличения эти размеры могут быть приняты равными г„ (фиг.З); ci- - угол залегания пласта; у угол сдвижения пород; fp - расстояние от выработки до границы области насыщения пород газом, м;

После установления параметров зон 3 и 4 осуществляют дегазацию массива, при этом способ предусматривает дегазацию области 3 насыщения пород метаном.

Дегазация осуществляется следующим образом.

При подходе выработки к началу области 3 из выработки начинают бурить дегазационные скважины 6 в

область 3 и продолжают бурение по мере прохождения выработки. Интервал между скважинами принимают вначале равным двум радиусам действия скважин. Вблизи пласта скважины

сгущают, например, до интервала,

равного одному радиусу действия скважины, и перебуривают пласт 2. Поступающий из скважин метан отводят .по трубопроводу 7.

Предлагаемый способ обеспечивает постоянную и Практически полную дегазацию области насыщения пород метаном еще до подхода выработки к угольному пласту, что, в свою оче-. редь, обеспечивает безопасность работ при вскрытии пласта выработкой, так как исключаются условия,вызывающие выбросы.

Своевременная дегазация области 30 насыщения пород метаном позволяет полностью, ликвидировать опасность внезапных выбросов при вскрытии угольных пластов, значительно ускорить вскрытие угольных -пластов 25 (с 10-20 до 1-2 сут).

Внедрение предлагаемого способа кроме повышения безопасности работ сокращает время на проведение спосо в 10 раз.

40 Суммарная расчетная экономия, на одно вскрытие составляет 22,35 тыс. руб.

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, ПРИ ВСКРЫТИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ,включающий бурение в направлении на вскрываемый угольный пласт из забоя вскрывающей выработки дегазационных скважин, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения внезап ных выбросов угля и газа при вскрытии угольных пластов путем увеличения зоны дегазации, устанавливают протяженность зон насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрывающей вь аботки и границу разделения этих зон, а дегазационные скважины бурят в породах по мере подвигания вскрывающей выработки на всем протяжении зон насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрываккцей выработки за границу разделения этих зон с выходе фильтрационной части дегазационных скважин в зону насыщения пород газом, при этом в процессе бурения скважины через каждый метр производят замеры дебита -5 газа и расстояние от устья скважины до интервала с максимальным выделением газа считают границей разделения зон насыщения пород газом и уплотнения боковых пород вдоль вскрывающей выработки, а бурение первой дегазационной скважины производят в наиболее удаленной от вскрываемого угольного пласта точке зоны насыщения боковых пород метаном .U вдоль вскрывающей выработки. СП :л 00