Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах Советский патент 1989 года по МПК E21F5/00 E21C41/04 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах с устойчивыми породами кровли, отрабатываемых по столбовой системе разработки.

Цель изобретения - повышение без- - опасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов в зонах пониже п1ьп напряжений и газового давления,

На чертеже приведен пласт, разрез по направлению подвигания забоя лавь.

Па чертеже обозначены угольный . пл аст 1, разгрузочные пазы 2, целики 3 угля между пазами, разрезной ходок 4 и эпюра 5 напряжений.

До начала очистных работ определяют в лабораторных условиях сре;- ний объемный вес вышележащих пород j и предел прочности угля разрабатываемого пласта на одноосное сжатие

.

3 -иб образуют на участке пласта, протяженностью в направлении подвига- -шя забоя лавы не менее 60 м, опытные разгрузочные пазы 2 и на расстоянии .-5 м от последнего паза устанавли- :зают измерительную станцию для определения протяженности 1ц зоны ПО ВЫ- таенных напряжений 3. Кромь того, определяют глубину залегания пласта Н.

Разгрузочные пазы образуют вымыванием угольного пласта J тонкими высоконапорными струями воды с помощью специальных установок, например установкой КБГ - комплекс безлюдтш гидравлический. Для этой цели установку монтируют в одной из подготовительных выработок со свежей струей воздуха, например, в откаточном штреке. Первый разгрузочный паз об- разуют на участке примыкания к разрезному ходку на расстоянии 3-5 м от разрезного ходка, т.е. за пределами его разгружающего влияния. При этом исполнительный орган установки и насадки исполнительного органа ориентируют так, что гидровымывание разгрузочного паза происходит в плоскости, параллельной почве-кровле пласта, и в направлении, параллельном разрезно му ходку, т.е. линии очистного забоя Разгрузочный паз образуют на глубину меньшую на м ширины, высоты вы емочного столба.

Гидровымывание всех последующих пазов как до начала очистных работ (на участке протяженностью 60 м), та и после по мере подвигания забоя лавы осуществляют аналогично.

Ширина .| пазов зависит от пара- метров гидровымывания и от прочностных свойств угля пласта, существующего в пласте газового давления. Поэтому при образовании первого разгрузочного паза на участке 5-JO м от его устья, т.е. в зоне разгружающего влияния выработки, измеряют в несколких точках ширину 1 паза и при расчетах расстояния 1р между пазами принимают наименьшее из этих значений.

Предел прочности угля пласта 1 на одноосное сжатие определяют в лабораторных условиях при осевом нагруже- нии кубических образцов (30x50x50) угля пласта перпендикулярно его ело- истости.

Расчет производят по формуле

i- -Па,

3 -

где Р - усилие пресса, при котором - происходит разрушение образ- ца угля, Н;

S - сечение образца угля, м, Испытания проводят на трех-пяти образцах, по которым-определяют среднее значениеСбс

При наличии разгрузочных пазов угольный пласт впереди забоя лавы представлен ленточными целиками 3, ширина которых равна расстоянию между пазами 1. р.

Оптимальное расстояние 1р определяют из условия

21 1р , .i brnin

Ь7ЬГ6;; :.ГГ1 5, ,ЗуН

а кол1Лество пазов находят из выражения

п

1п + 1р где 1р - ширина паза;

1р - расстояние между пазами; гН - вертикальная составляющая геостатических напряжений, Mlla ( J - средний объемный вес вышележащих пород, Н/м , Н - глубина разработки пласта, м);

1, - протяженность зоны максимальных напряжений. Гидровымывание разгрузочных пазов как до, так и после начала очистных работ осуществляют не в зоне повышенных или максимальной концентраций напряжений, а В зонах, где вертикальная составляющая геостатических напряжений не превышает величины уН, что снижает вероятность возникновения выбросов угля и газа при гидровымывании пазов, так как склонность к разрушению угля при разгрузке зависит от величины исходных напряжений

в массиве.

До начала очистных работ участок пласта, примыкающий к разрезному ходку 4, практически не имеет зоны повышенных напряжений, так как отсутствует зависающая консоль пород основной кровли, Поэтому гидровымывание пазов до начала очистных работ на участке пласта протяженностью от разрезного ходка не менее 80 м, которую устанавливают расчетным путем с учетом подвигания забоя выработки в процессе выемки и называют протяжен- ностью зоны повью енных напряжений, осуществляется в зонах геостатичес51Д67

ких напряжений, вертикальная состав- ляю1чая которых не превышает величины 2ГII

Формула изобретения

Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лавах, , чающий формирование из подготови-

.тельных выработок впереди забоя лавы параллельно почве-кровле пласта сплошных разгрузочных пазов и ведение очистных работ, о тличающий- с я тем, что, с далью повышения безопасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов в зонах

пониженных напряжений и газового давления, до начала ведения очистных работ устанавливают протяженность зоны повышенных напряжений впереди забоя лавы, а разгрузочные пазы формируют до начала ведения и в процессе ведения очистных работ на всем протяжении указанной зоны на участках, где вертикальная составляющая геоста13

тических нлпряженпй не превьшшст величины К J Н,

К -коэффициент концентрации напряжений на расстоянии друг от друга, устанавливаемом по формуле

2уН1п,, U5Ok

5,5 6cJ-1.5rH

где j-H - расчетное значение вертикальной составляющей геостатических напряжений, МПа;

предел прочности угля на одноосное сжатие, МПа;

1р - расстояние между пазами,м;

р, - ширина паза, м,

т - средний объемный вес вышележащих пород, н/м ;

Н - глубина залегания пласта,м, этом разгружающие пазы формируют личестве

i п - ip lu протяженность зоны повышенных напряжений, м.

Изобретение относится к горному делу и м,б. использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в лабах с устойчивыми породами непосредственной кровли, отрабатываемых по столбовой системе разработки. Цель- повьппение безопасности работ в лавах за счет формирования разгрузочных пазов (PII) в зонах пониженных напряжений и газового давления. До начала очистных работ определяют предел прочности угля на с:днсосное сжа-тиеГб(,: протяженность 1 зоны по- вынтеь ных напряжений, срелн1-1Й удельный вес пород ;:,о гпубинь залегания пласта Н. При вымывании первого Pil устанавливают опытным путем его ширину г„ на участке 5-10 м. При расчете расстояния р меучду РП принимают наименьшее из з тих зкачвгп- й, Оптт;- мальное расстоя гп- е J. ;. определяр т из слов};я 2гП1„/(5,5 1 dc J-2j-ll I 1 Р 7 l,S.KlH/(S,,5rJ, м. До начала ведения очистных работ и в процессе их ведения прсизводят гидр ;- вымывание РП на ьсем протяжении зоны повышенных напряжений. Вымывают на участках, где дчертикальная состат - ляю лая геостат1;ческих напря;:чен 1 : не превылает величину К yli. где К - ко- эффидиент концентрации напряжений. РП сформируют в количестве, равном () из подготовительных выработок впереди забоя лавы парал- лельно почве-кровле пласта. J ил. f f- Isja