Способ выемки угля при проведении выработок на выбросоопасных пластах Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 E21C41/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Цель изобретения - обеспечение безопасности работ за счет оконтуривания пазами вынимаемых в сечении выработки целиков угля и повышение

темпов проведения выработок за счет совмещения процессов контроля эффективности противовыбросных мероприятий и выемки угля, а также повышение надежности удаления отбитой горной массы из пазов.

На фиг. 1 изображена схема бурения скважины и образования паза, вид в плоскости пласта; на фиг. 2 - схема выемки угля, вид в плоскости пласта; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

t

Схема содержит выработку 1, уста- новку 2 для бурения, двухканальный став 3 подачи, первую скважину 4, буровую головку 5, выемочный орган 6,.штанги 7, струи 8 воды, продольный паз 9 из первой скважины, вторую скважину 10, неснижаемое опережение 11, поперечный паз 12, датчик 13 канат 14, обводные блоки 15, продольный паз 16 из второй скважины, целик 17 для угля, вынимаемые полосы 18.

Способ осуществляется следующим образом.

В направлении проведения выработки 1 по проектному контуру одной из двух ее стенок установкой 2 типа КБГ, снабженной двухканальным ставом подачи 3, бурят в массиве угля первую скважину 4 на максимально возможную глубину, не большую проектной длины выработки. Переключают напорную воду с буровой головки 5 на смонтированный на ней выемочный орган 6 и, демонтируя штанги 7 става подачи 3, нарезают струей воды 8 по всей мощности пласта перпендикулярно кровле почве продольный паз 9. Для улучшения смыва угля обратным потоком продольный паз 9 по длине скважины образуют в направлении движения пульпы, т.е. по падению пласта.

Перемещают установку на расстояние, равное ширине выработки 1, и параллельно первой скважине 4 начи- нают бурение второй скважины 10, которую забуривают на глубину неснижаемого опережения 11 забоя выработки, определяемого исходя из горно-технических условий разработки пласта, физико-механических свойств угля и степени выбросоопасности пласта.

0

5

0 5

0

5

0

5

Кеснижаемое опережение 11 принимают, как правило, не менее 5 м, и сохраняют его в процессе бурения второй скважины 10. Для этого выемочный орган 6 теперь монтируют за буровой головкой 5 через определенное количество штанг 7, общая длина которых должна быть не менее минимального значения неснижаемого опережения 11 .

После монтажа выемочного органа 6 продолжают бурение второй скважины 10, при этом он по скважине подается вперед вглубь массива. Скважины 4 и 10 бурят по контакту с породами почвы. При достижении скважиной 10 определенной длины бурение прекращают, напорную воду переключают с одного канала на другой, т.е. включают в работу выемочный орган 6, который первоначально ориентируют в плоскости пласта, параллельно вмещающим породам для отбойки угля в сечении проводимой выработки, а затем, покачивая став подачи 3, нарезают по всей мощности пласта перпендикулярно почве (кровле) поперечный паз 12.

Окончание нарезки поперечного паза 12 определяют по пробою струи 8 на датчик 13, имеющий возможность с помощью канала 14 и обводных блоков 15 перемещаться по продольному пазу 9 синхронно со ставом подачи 3.

Поперечный паз 12 нарезают по простиранию пласта параллельно груди забоя выработки 1 на расстоянии, равном длине участка бурения скважины 10, т.е. на расстоянии не более двух радиусов эффективного влияния паза 12.

При увеличении шага бурения второй скважины 10 после подачи выемочного органа 6 на уровень груди забоя выработки, а следовательно, и расстояния между поперечным пазом 12 и забоем выработки, угольный массив в зоне проведения недостаточно разгружается, и опасность выбросов не устраняется. Уменьшение же шага бурения технически целесообразно до величины, кратной длине штанги 7,

Рабочая длина штанг агрегата АТС и комплекса КБГ составляет 1,0 м, значит, при радиусе эффективного влияния поперечного паза 12 R ,5м рациональный шаг бурения указанными

средствами гидромеханизации равен 3,0 м.

После получения машинистом установки 2, находящимся на безопасной дистанции, сигнала о пробое струи 8 на датчик 13, став подачи 3 поворачивают до совмещения выемочного органа 6 с плоскостью,перпендикулярной почве - кровле для нарезания продольного паза 16 из скважины 10 на участке между поперечным пазом 12 и забоем выработки 1. Нарезают продольный лаз 16 при сокращении длины става 3 подачи до достижения выемочным органом 6 уровня забоя выработки, после чего завершают процесс оконтуривания пазами целика 17 угля.

Выемку целика 17 ведут полосами 18 по восстанию пласта, при этом с помощью датчика 13 контролируют полноту выемки угля в сечении проводимой выработки 1. Буровая головка 5 после выемки целика 17 угля, при достижении выемочным органом 6 уровня поперечного паза 12 подана к забою скважины 10.

Напорную воду выключают, выработк крепят, и цикл операций по оконтури- ванию пазами следующего целика угля и его выемке повторяют.

В случае необходимости осуществления подрывки боковых пород ее могут вести как после завершения работ по выемке угля на всей проектной длине выработки, так и с опережением угольного забоя не более чем на 5 м.

Длина продольного паза 9, равная длине скважины 4, может быть равна проектной длине выработки или ее части. С учетом освоенной средствами гидромеханизации (АТС и КБГ) длины направленного бурения скважин на выб росоопасных пластах длина проведения выработок по углю за один прием нарезки продольного паза составляет в зависимости от горногеологических условий залегания пластов 120-180 м.

Диаметр скважин может находиться в пределах 0,25-0,4 м и зависит от типа буровой головки и углов установки ее насадков.

Ширина продольных пазов 0,05- 0,15 м, а поперечных 0,2-0,25 м и зависит от диаметра насадка выемочного органа и числа проходов струи по забою.

5378336

Производить дополнительно контроль эффективности противовыбросных мероприятий нет необходимости, так как оконтуривающие подготовленный к выемке целик угля продольные пазы находятся в пределах видимости, а качество образования поперечного паза, т.е. полноту выемки угля по JQ мощности пласта, кроме использования датчика можно легко установить визуально по характерному изменению формы и размеров поперечного сечения продольного паза и скважины в месте }5 пробоя струи.

Формула изобретения

1. Способ выемки угля при проведении выработок на выбросоопасных пластах, включающий бурение восстающей первой скважины на проектную длину проведения работ по выемке угля, нарезание по длине этой скважины на всю мощность пласта перпендикулярно почве и кровле продольного паза, бурение параллельно первой скважине второй восстающей скважины, нарезание из нее продольного и поперечного пазов на всю мощность пласта и выемку угля в целиках, при этом скважины бурят по контракту с породами почвы, отличающий- с я тем, что, с целью обеспечения безопасности работ за счет оконтуривания пазами вынимаемых в сечении выработки целиков угля, вторую восстающую скважину бурят последовательными участками длиной, не превышающей двух рудиусов эффективного влияния поперечных пазов, а поперечные пазы нарезают на расстоянии друг от друга, равном длине последовательных участков бурения второй скважины, при этом выемку угля в целиках ведут по восстанию пласта полосами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения темпов проведения выработок за счет совмещения процессов контроля эффективности противовыбросных мероприятий и выемки угля, контроль длины поперечных пазов и полноты выемки угля в них осуществляют по пробою струи на датчик, который перемещают по продольному пазу первой скважины синхронно с бурением второй) скважины.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности удаления отбитой гор

15378338

ной массы из пазов, продольные пазы нарезают в направлении движения пульпы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель изобретения - обеспечение безопасности работ за счет оконтуривания пазами (П) вынимаемых в сечении выработки целиков угля, повышение темпов проведения выработок за счет совмещения процессов контроля эффективности противовыбросных мероприятий и выемки угля и повышение надежности удаления отбитой горной массы из пазов (П). В направлении проведения выработки по контакту с породами почвы в массиве угля бурят первую скважину (С) на максимальную глубину и струей воды по всей мощности пласта перпендикулярно кровле - почве - нарезают продольный П. По длине первой С образуют продольный П в направлении движения пульпы. На расстоянии, равном ширине выработки, и параллельно первой С бурят вторую С на глубину неснижаемого опережения забоя выработки и нарезают из нее поперечный П до момента пробоя струи на датчик, перемещаемый с помощью каната и обводных блоков по поперечному П синхронно со ставом подачи. Поперечный П из

бандурин владимир иванов

Фиг.д

JZ

Фие.1 6-6

Фие.Ь