Способ проведения горных выработок в выбросоопасных пластах Советский патент 1987 года по МПК E21F5/00 

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проведении горных выработок по пластам, склонных к газодинамическим явлениям.

Целью изобретения является повышение безопасности проведения горных выработок.

На чертеже показана схема прове- дения восстающей горной выработки смешанным забоем по крутому угольному n iacTy на участке между откаточным и вентиляционными штреками.

Способ осуществляют следуюш 1м образом.

На участке пласта, примыкающего к откаточному штреку 1, по динамике газовыделения определяют высоту безопасной зоны разгрузки. Если она не менее 5м, то за счет применения любого нормативного способа предотвращения внезапных выбросов угля и газа ее увеличивают до этих размеров. Это необходимо для предотвраще- ния развития внезапных выбросов угля и газа5 если они возникнут при образовании разгрузочных полостей.

Затем по почве пласта вдоль оси проектного контура выработки 2 тонки ми высоконапорными струями воды специальным агрегатом (например, КБГ - комплекс безлюдный гидравлический) вымывают скважину диаметром не более 250-300 мм при диаметре бурового става не менее 160-180 мм. При таком соотношении диаметров скважины и става заполнение водой зазора между стенками скважины и ставом предотвращают внезапные обрушения и разви- тие внезапного выброса угля и газа в процессе вымывания,

В общем случае длина скважины о,пределяется протяженностью выбросо- опасного участка пласта, по которому проводится выработка. В тех случаях, когда протяженность выбросоопасного участка пласта не установлена, длину скважины принимают максимальной, исходя из технических возможностей аг- регата для вымывания (максимальная длина скважины при вымываний КБГ- 160-180 м). В данном примере протяженность выбросоопасного участка пласта известна. Опыт разработки кру тьк и наклонных выбросоопасных шайто пластов в Донбассе доказал, что вы- бросоопасность по высоте этажа распределяется неравномерно, В верхней.

14 ,2

примерно тридцатиметровой части этажа, примыкающей к вентиляционному штреку 3, внезапные выбросы и обрушения угля газоносньк пластов практически отсутствуют. Подавляющее большинство таких случаев приходится на нижнюю (до 60-80 м) часть этажа. Поэтому при проведении восстающей выработки 2 на крутых пласт ах на участке между откаточным 1 и вентиляционным штреками 3 длину скважины принимают меньше на 30 м высоты этажа.

После окончания вымывания скважин к боковой насадке бурового става подаю воду и высоконапорной струей в направлении, перпендикулярном оси скважины, на глубину не менее половины ширины выработки вымывают часть (например, правую) первой поперечной разгрузочной полости 4. Затем бурово став поворачивают на 180° и вымывают в таком же направлении и таких же размеров левую часть полости 4.

После окончания вымывания первой поперечной полости 4 буровой став поворачивают на 90° по часовой стрелке и по мере извлечения става до места предполагаемого расположения второй поперечной полости 5 вымьша- ют на всю мощность пласта продольную разгрузочную полость 6.

Вымывание полости 5 и последующих поперечных полостей 7-10 (все поперечные пазы не показаны), а также продольной полости 6 на участках между ними и между и между последним . поперечным пазом 1U и откаточным штреком 1 осуществляется аналогично.

Вымывание ряда поперечных разгрузочных полостей в последовательности начиная из глубины массива (конца продольного паза) к откаточному штреку (устью паза), позволяет повысить безопасность проведения горной выработки,

Повьш ение безопасности способа достигается за счет уменьшения возникновения внезапных выбросов угля и газа при вымывании поперечных по- лостеГ и последствий внезапного выброса, если он все-таки произойдет, так как первую поперечную полость вымывают в глубину массива (на значительном расстоянии от забоя выработки) , а каждую последующую - под частичной защитой (ка частично раз313

груженном участке пласта) от продольной и предыдущей поперечной полости.

По результатам моделирования на моделях из эквивалентных материалов установлено, что при образовании впереди забоя моделируемой пластовой выработки продольной и двух поперечных полостей длиной, равной ширине выработки, материал модели практи- чески полностью разгружается в пределах проектного контура выработки, если расстояние между поперечными пазами не превьшает удвоенной.ее ширины. Следовательно, на участках пласта с невысокой степенью выбросо- опасности расстояние между поперечными пазами может быть принято равным удвоенной ширине L выработки, т.е. 2L. На участках пласта с высокой сте- пенью выбросоопасности для надежности способа принят четырехкратный запас, т.е. расстояние между поперечными пазами следует принимать равным 0,5L.

Таким образом, в общем случае рас- стояние между поперечными полостями должно находиться в пределах 0,5L - 2L. Расстояния между поперечными пазами при проведении восстающих выработок на крутых и наклонных пластах на участках между откаточным и вентиляционным штреками принято из следующих соображений. Экспериментально в шахтных условиях установлено, что рост степени выбросоопасности шахто- пласта,т.е. рост природной остаточной газоносности,соответствует прямолинейному закону.Средний угол наклона прямой составляет 46-48.Такое изменение степени выбросоопасности делает необ- ходимым равномерное уменьшение расстояния между поперечными полостями. Высота этажа (длина лавы) на крутых пластах, как правило, составляет 120- 130 м. Следовательно, с учетом трид- цатиметровой верхней невыбросоопасной части этажа протяженность выбросоопас ного участка проведения выработки составляет 90-100 м. В верхней части

этого участка степень выбросоопасности минимальная, что позволяет принять расстояния между первой 4 и второй 5 поперечными полостями равными удвоенной ширине выработки, т.е. 2L. Расчеты показывают, что при ширине выработки 2-4 м расстояние между поперечными полостями, начиная с второго, необходимо уменьшать на 0,1, чтобы в нижней, наиболее выбросоопасной части этажа, расстояние между предпоследней 9 и последней 10 полос тью, которую вымывают на расстоянии не более 0,5-1-5 м (5 м - размер разгруженного участка пласта) от откаточного штрека 1, составило 0,5.

Формула изобретения

1.Способ проведения горных выработок в выбросоопасных пластах, включающий образование последовательного ряда поперечных разгрузочных полостей расположенных вдоль продольной оси горной выработки, и перпендикулярно ей, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности проведения горных выработок, до про- ведения выработок по проектной ее

оси образуют продольную разгрузочную полость, а поперечные разгрузочные полости последовательно образуют, начиная от торца продольной разгрузочной полости, при этом длину поперечных разгрузочных полостей принимают не менее ширины проводимой выработки, а расстояние между ними - в пределах 0,5-2 ее ширины, уменьшая его от забоя продольной разгрузочной полости к ее устью.

2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что при проведении восстающей горной выработки на крутых пластах на участках между откаточным и вентиляционным штреками расстояние между поперечными полостями, начиная со второй, уменьшают на Oj1 ширины выработки.

Составитель М.Гагулин Редактор Г.Гербер Техред В.Кадар Корректор Г.Решетник

4031/30

Тираж 429Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к горной промьшшенности и м.б. использовано .при проведении горных выработок по пластам, склонным к газодинамическим явлениям. Цель - повышение безопасности проведения горных выработок (ГВ). До проведения ГВ по проектной ее оси образуют высоконапорными струями продольную разгрузочную полость. Затем вымывают поперечные разгрузочные полости (ПРП). Их последовательно образуют, начиная от торца продольной разгрузочной полости. Длину ПРП принимают не менее ширины проводимой ГВ. В зависимости от степени выбросоопасности расстояние между ПРП принимают в пределах 0,5-2 ее ширины, уменьшая его от забоя продольной разгрузочной поло сти к ее устью. При проведении восстающей ГВ на крутых пластах на участках между откаточным и вентиляционным штреками .расстояние между ПРП, начиная со второй, уменьшают на 0,1 ширины вьфабо- ток. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. i (Л с: оо 00 ел