Способ герметизации выработанного пространства действующих очистных забоев Советский патент 1988 года по МПК E21F5/00 

ю

05

ел

Изобретение относится к горному делу, а именно к снижению утечек воздуха из действующих очистных забоев и предупреждению эндогенных пожаров в выработанном пространстве.

Целью изобретения является повышение эффективности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмещающие и обрушенные породы.

На .фиг. 1 приведена схема отработки выемочного участка; на фиг. 2 - создание воздухонепроницаемой полосы.

Выемочный участок отрабатывается длинными столбами по простиранию по бес- целиковой технологии и прямоточной схеме проветривания. Проветривание очистного забоя 1 осуществляется путем подачи струи свежего воздуха по вентиляционному щтреку 2, подсвежающей струи по конвейерному щтреку 3 и отвода исходящей струи по участку конвейерного штрека поддерживаемого на границе выработанного пространства за линией очистного забоя. Для герметизации выработанного пространства, с целью снижения утечек воздуха из очистного забоя, вдоль поддерживаемой части конвейерного щтрека возводят воздухонепроницаемую полосу, включающую часть выработанного пространства, прилегающего к конвейерному щтреку, и горного массива над штреком. Герметизация начинается с создания воздухонепроницаемой стенки, для чего усиливают штрековую крепь органным рядом 4 и подхватами 5; навешивают на подхваты полотно 6 из стеклоткани и промазывают по периметру зону контакта полотна с крепью гипсовым раствором. При возведении стенки в выработанное пространство вводят инъекторы 7, которые располагают через 2,5-3,0 м на высоте 1,2- 1,5 м от почвы штрека. Затем в кровлю выработки бурят шпуры 8 длиной 1,5 м, причем щпурам придают наклон в сторону выработанного пространства, например, параллельно линии обрушения, а расстояние между шпурами принимают 3,0-4,5 м. Герметизацию воздухонепроницаемых пород, прилегающих к конвейерному штреку, производят в три этапа водными растворами гелеобразующих соста- вов с применением установки УНГ-1, включающей емкости для растворов с дозаторами, насос, гелегенератор и пеногенера- тор. Сначала к установке подключают инъекторы 7 и подают в обрущенные породы гелеобразующий состав со сроком гелеоб- разования 40-60 с. Состав может содержать следующие компоненты, мас.%: стекло 3, сульфат аммония 2,5-2,8, полиакрила- мид 0,5, вода остальное. Состав подается под давлением 0,3 МПа в течение 5 мин. За это врем.я раствор по путям фильтрации проникает через обрущенные породы до почвы и заполняет по кратчайшим путям часть выработанного пространства, прилегающего непосредственно к воздухонепрони5

цаемой стенке. Через 40-60с эти пути фильтрации будут перекрыты гелем 9, так как начнется процесс гелеобразования и раствор пойдет в обрушенных породах по

другим путям, т. е. вглубь выработанного пространства. Срок гелеобразования в пределах 40-60с установлен экспериментально в процессе проведения стендовых испытаний. При времени гелеобразования .менее 40с раствор не успевает заполнить

0 пути фильтрации в нижней части обрабатываемого обрушенного массива, а при сроках более 60с значительно (на 20-30%) возрастает расход раствора за счет заполнения им не только путей фильтрации,

влияющих на воздухопроницаемость обрушенного массива, но также пор, пустот из- за значительного растекания. Кроме того, снижается эффективность, так как увеличивается ширина полосы у почвы с одновременным уменьшением в верхней части,

0 где могут сохраниться прососы воздуха.

На втором этапе обработки к установке подключают щпуры 8, в которых за границей зоны интенсивной трещиноватости на глубине 0,3-0,4 м устанавливают герметизаторы 10. Через щпуры в .массив над выработкой нагнетают гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 600-900с, который может содержать, мас.%: жидкое стекло 3, сульфат аммония 1,8-2,0, вода остальное. Нагнетание состава начинают в

Q режиме фильтрации и по мере насыщения постепенно увеличивают давление до гидроразрыва пласта. В связи с тем, что шпуры пробурены с наклоном в сторону зоны обрущения, а разрыв происходит по линиям наименьшего сопротивления, то трещины,

5 гидроразрыва распространяются от шпуров к границам свода обрушения, т. е. по наиболее ослабленной части массива. Срок гелеобразования применяемого состава (600-900с выбирается на основании проведенных экспериментов по тампонажу горного масси0 ва гелеобразующими составами. При сроках менее 600с гелеобразование начинается раньше заполнения воздухопроводящих трещин над выработкой, поэтому потребуется бурение дополнительных шпуров. Увеличение

-с сроков гелеобразования более 900с также является нецелесообразным, так как это приводит к повышенному расходу состава. Кроме того, эксперименты показали, что заполнение трещин в радиусе 1,5-2,0 м от шпура происходит в течение 10-15 мин и

Q для повышения качества заполнения трещин этому времени должен соответствовать срок гелеобразования. Третий этап начинается непосредственно после гидроразрыва пласта и заключается в подаче через шпуры и трещины гидроразрыва пеногеля 11. Пено5 гель может приготавливаться путем вспенивания до кратности 3-5 гелеобразующего состава, содержащего, мас.%: жидкое стекло, сульфат аммония 2,0-2,2, пенообразова тель 1 сланцевая пыль 3, вода остальное. Пеногель по трещинам выходит непосредственно в полость между обрушенной породой и сводом обрушения, чем обеспечивается плотное заполнение ее. Одним из достоинств подачи пеногеля через трещины является также то, что происходит дробление крупных пузырьков пены до размера не более 3-5 мм и получается монодисперсная пена, которая практически не имеет усадки до окончания процесса ге- леобразования.

Формула изобретения

1. Способ герметизации выработанного пространства действующих очистных забоев, включающий возведение воздухонепроницаемой стенки вдоль подготовительной выработки и введение в обрушенные породы, прилегающие к стенке, герметизирующего состава, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности герметизации путем

уменьшения прососов воздуха через вмещающие и обрушенные породы, после введения герметизирующего состава в обрушенные породы производят нагнетание герметизирующего состава во вмещающие породы через шпуры, пробуренные в кровле выработки в сторону зоны обрушения, причем нагнетание состава во вмещающие .породы начинают в режиме фильтрации и заканчивают гидроразрывом, после чего через упомянутые шпуры и трещины гидроразрыва в выработанное пространство подают пеногель.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава

Д- 1я нас«етания в обрушенные породы используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 40-60с.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава для нагнетания во вмещающие породы используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 600-900с.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для снижения утечек воздуха и предупреждения эндогенных пожаров. Цель изобретения - повышение эффективности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмешающие и обрушенные породы. Вдоль подготовительной выработки возводят воздухонепроницаемую стенку. В обрушенные породы, прилегающие к стенке, вводят герметизирующий состав. Затем производят нагнетание герметизирующего состава во вмещающие породы через шпуры, пробуренные в кровле выработки в сторону зоны обрушения. Нагнетание состава начинают в режиме фильтрации и заканчивают гидроразрывом, после чего через шпуры и трещины гидроразрыва в выработанное пространство подают пеногель. В качестве герметизирующего состава для нагнетания используют гелеоб- разующий состав со сроком гелеобразова- ния 40-60 с или 600-900 с. Благодаря введению пеногеля через трещины получают монодисперсную пену, которая практически не имеет усадки до окончания процесса гелеобразования. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. i (/ С

11

сриг.

10

Ц. В