Способ предотвращения выбросов угля, пород и газа Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении очистных и проходческих работ на выбросоопасных пластах.

Цель изобретения - повышение эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращение энергетических затрат и времени воздействия.

На чертеже представлен разрез перпендикулярно оси подготовительной горной выработки.

Сущность способа заключается в определении добротности и частот собственных колебаний слоев пород и импульсном воздействии на них с минимально установленной частотой при максимальной добротности слоя.

, Па чертеже изображены контур 1 выработки, вскрывающей угольный пласт 2 породы кровли 3 и породы почвы 4, В пределах угольного пласта пробурены шпуры 5 для размещения в них зарядов ВВ и создания путем их взрывания в определенной последовательности импульсов, воздействующих на массив с необходимой частотой.

Способ осуществляют следующим об- pksoM,

В очистном или подготовительном забое определяют скорости продольных колебаний в угольном пласте, породах кфовли и почвы. Затем определяют резонансные свойства (частоту собственных колебаний и добротность) слоев пород кровли и почвы угольного плас- тЈ. Определяют резонансные свойства слоев горных пород, непосредственно прилегающих к угольному пласту и отстоящих от него на расстоянии до 10-30 м (второй, третий слой), Как правило, для выбросоопасных угольных пластов характерно залегание в кров- лф мощных (5-10 м) песчаников или алевролитов, которые наиболее приемли мы для эффективного воздействия на них.

Определение резонансных свойств углевмецающих пород осуществляют раз для кровли и почвы угольного пласта, Получают характеристики двух иФсти (иногда больше) слоев, из ко- тфрых выбирают один - два (иногда больше). При этом руководствуются следующими принципами: резонирующий слой должен быть расположен вблизи угольного пласта (первый - второй) и обладать максимальной добротностью резонансная частота должна быть минимальной из всех частот опробованных слоев,

3 качестве источников импульсного воздействия используют взрывы ВВ, осуществляемые в определенной последовательности и с определенными временными интервалами, или устройства,, создающие механические периодические колебания с регулируемой частотой, П ри использовании в качестве импульсного воздействия взрывных источников в угольном пласте и обнажающихся в забое углевмещающих породах по нормали к пласту бурят несколько (более трех) шпуров.

Частота импульсных воздействий должна быть равной или кратной мини

мальной частоте собственных колебаний слоя с максимальной добротностью.

Взрывание зарядов осуществляют в следующем порядке. Первым взрывают заряд в шпуре а, наиболее удаленном от резонирующего слоя, а затем последовательно в шпурах б, в, г, д. При этом задержку во времени при взрывании зарядов рассчитывают по формуле

К

СР

Й1

v

(1),

где

;

задержка во времени между двумя соседними взрывами; К - коэффициент, равный 1 (предпочтительно), 2 или 3;

Јр - частота собственных колебаний слоя пород, на который воздействуют импульсами;

сЦ - расстояние между двумя соседними, последовательно взрываемыми шпурами; v - скорость продольных волн пород, в которых расположены соседние шпуры;

i - номер интервала между шпурами, причем i 1 имеет наиболее удаленный от резонирующего слоя интервал.

Для случая, изображенного на чертеже, когда все шпуры 5 расположены в угольном пласте 2 с равномерным интервалом 0,5 м, при скорости продольных волн в угле 2000 м/с и резонансной частоте 300 Гц для слоя пород 3 в кровле пласта задержка во времени взрывания между зарядами составляет

QiЈ

2000

3,03 мс.

При использовании в качестве источников импульсного воздействия вибраторов с управляемой частотой, механические колебания на слои горных пород передают при помощи распорных стоек, которые устанавливают перпендикулярно напластованию. Частоту действия вибраторов задают из соотношения

5

где К

t п

(2),

- ЁЈ

К

коэффициент пропорциональности, равный (предпочтительно), 2 или 3;

частота собственных колебаний слоя.

При необходимости одновременной обработки очистного забоя, в нем размещают серию стоек, расстояние между которыми выбирают из соотношения

v

1 К-™,

(3),

где К - коэффициент пропорциональночающийся тем,,что, с целью повышения эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращения энергетических затрат и времени воздействия, определяют слои горных пород в почве и кровле пласта с максимальной добротностью и минимальной при этом час

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении очистных и проходческих работ на выбросоопасных пластах. Цель изобретения - повышение эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращение энергетических затрат и времени воздействия. В горной выработке определяют скорости продольных колебаний в угольном пласте, породах кровли и почвы. Затем определяют резонансные свойства (частоту собственных колебаний и добротность) слоев пород кровли и почвы угольного пласта. Из множества опробованных слоев пород кровли и почвы выбирают один-два слоя (иногда более) с максимальной добротностью и минимальной частотой собственных колебаний. На горный массив воздействуют импульсными колебаниями, частоту которых устанавливают равной или кратной частоте собственных колебаний выбранных слоев. В качестве источников импульсного воздействия используют взрывы ВВ, осуществляемые в определенной последовательности и с определенными временными интервалами, или устройства, создающие механические колебания с регулируемой частотой. При использовании источников механических колебаний типа вибраторов последние устанавливают на распорных стойках, размещаемых перпендикулярно напластованию пород. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

сти, равный j (предпочтитель- ю тотой собственных колебаний, воэдей- но), 2 или 3;

ствуют на горный массив импульсами, частота которых кратна частоте собственных колебаний указанных слоев пород,

v - скорость продольных волн в

резонирующем слое; fB - частота вибровоздействия на массив.

Формула изобретения

Z

тотой собственных колебаний, воэдей-

ствуют на горный массив импульсами, частота которых кратна частоте собственных колебаний указанных слоев пород,

/ /г ..