Способ вскрытия выбросоопасного пласта Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 E21C41/18 

Способ осуществляется следующим образом.

В забой вскрывающей выработки за 3-5 м до вибросоопасного пласта через породный целик бурят контрольные скважины и производят измерение давления газа в них. Затем производят оформление забоя вскрывающей пласт выработки, для чего забой с положения а-в перемещают в положение в-с, т. е. забой вскрывающей выработки выполняют наклонным параллельно плоскости угольного пласта. Этим добиваются относительной равномерности разгрузки пласта. Затем на пласт 1, 2 из забоя выработки 1 через породную пробку 3 бурят группы скважин 4, 5, 6. В начале сооружают дегазационные скважины 4. Длину этих скважин принимают такой, чтобы последние полностью пересекали пласт за ее проектным контуром. Количество скважин принимают из опыта вскрытий крутых пластов, например 6-8. Затем бурят виброскважины 5 без внедрения в угольный пласт. Скважины недобуривают до пласта на расстояние, не превышающее радиуса эффективного влияния торцового вибровоздействия по породам пробки. После этого сооружают барьерные скважины 6 для образования волнового экрана. При этом проекции д-д и г-г этих скважин на угольный пласт превышают сечение выработки г-д на величину нормативного безопасного превышения, равного 4 м. Составляют паспорт БВР. В барьерных скважинах осуществляют торпедирование массива, чем создают волновой экран. После релаксирования массива от взрывной нагрузки примерно через 3-4 ч в виброскважины 5 помещают с жестким расклиниванием или с заполнением скважины несжимаемым раствором, виброисточники 7, например пневматические скважинные, которые создают принудительные колебания с частотой 50-100 Гц и амплитудой 0,5-1.

В результате этого пласт в зоне вскрытия увеличивает свой объем, разгружается и дегазируется. Для определения времени воздействия на массив устанавливают продолжительность стабилизации максимального уровня смещений забоя по формуле. Для чего измеряют смещения забоя выработки и время от начала измерений. По измеренным значениям смещений Ц; забоя выработки и времени t, с начала

0 вибрации до моментов измерения смещений строят график в координатных осях (фиг. 2). Полученное семейство точек апроксими- руют прямой линией (фиг. 3). Графически определяют величины отрезков Ь и Ь, отсекаемых прямой на осях абсцисс и ординат. По величинам отсекаемых на осях отрезков определяют величину максимального смещения забоя

20

и время вибровоздействия на массив

iOOic Л

Осуществляют контроль эффективности применения способа, например, по давлению газа в угольном пласте по известной методике.

В случае, если давление газа превышает допустимую величину (для выбросо- опасных угольных пластов Р 1 МПа) или невозможности выполнить виброобработку в течение заданного времени,, процессом дегазирования и разгрузки угля управляют путем разрушения породного целика

между барьерными скважинами и образования при этом полой щели, подбирают параметры щели - волнового экрана с учетом расстояния до пласта, уровня и времени смещения забоя таким образом, чтобы выполнялось неравенство

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения газодинамических явлений при вскрытии пластов горной выработкой. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности ведения горных работ путем интенсификации разгрузки и дегазации массива. Для этого забой вскрывающей выработки (ВВ) формируют наклонным параллельно плоскости вскрываемого пласта (ВП). Из ВВ бурят дегазационные скважины с пересечением ВП, виброскважины на расстоянии от ВП не более радиуса торцового эффективного влияния и барьерные скважины (БС) параллельно плоскости ВП. Производят в виброскважинах вибровоздействие в течение времени стабилизации максимального уровня смещения. Это время определяют с учетом нарушенности массива и времени, в течение которого смещение достигает половины максимальных смещений. Из БС формируют волново экран путем торпедирования и производят контроль эффективности торпедирования замером давления газа в пласте и сравнением его с критически допустимым по внезапным выбросам угля и газа при вскрытии пласта давлением. Если торпедирование неэффективно, производят разрушение породного целика между БС для формирования щели. Параметры этой щели рассчитывают в зависимости от снижения уровня давления газа в ВВ до критически допустимого максимального уровня смещений, расстояния от забоя ВВ по нормали до наиболее удаленной плоскости ВП, радиуса влияния БС. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

-ост

4- -(1 - Л,,,...53,Л,з,о,,.,;).| 3,513, (,,jJ,|,J ,

и/тг.

е Рост - остаточный уровень давления газа после выполнения способа МПа;

Р -критически допустимое по внезапным выбросам угля и газа при вскрытии пластов давление;

Рпр - давление газа в нетронутом угольном массиве, МПа;

Urn - максимальный уровень смеще- НИИ, мм;

R - радиус влияния барьерных скважин, м;

0 - интегральная функция Гаусса;

d и L- параметры щели, м;

,55Z+50; ,43Z-9.

Формула изобретения

вскрытия пласта давления до критически допустимого по выбросам угля и газа при вскрытии выбросоопасных пластов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности ведения гор- ных работ путем интенсификации разгрузки и дегазации массива, забой вскрывающей выработки формируют наклонным параллельно плоскости вскрываемого пласта, определяют расстояние по нормали от забоя вскрывающей выработки до наиболее уда- ленной плоскости вскрываемого пласта, смещение забоя вскрывающей выработки и максимальный уровень этого смещения, и в породньш целик из вскрывающей выработки параллельно плоскости вскрываемого пласта бурят барьерные скважины и формируют из этих скважин волновой экран, а виброскважины не добуривают до вскрываемого пласта на расстояние не более радиуса торцового эффективного влияния вибровоздействия и вибровоздействие в этих сква- жинах производят в течение времени ста ост

-з --:Ъ| 4 -3- 4 2«))И

., (J J L

и/71

е Рост - остаточный уровень давления газа после выполнения способа, МПа; Рпр - давление газа в нетронутом уголь- зо

ном масстве, МПа;

г -расстояние от забоя по нормали до наиболее удаленной плоскости вскрываемого пласта; Urn - максимальный уровень смещений, мм;j r

Риг. 1

билизации максимального уровня смещения, устанавливаемого по формуле

-JQOic и.

где to - время, в течение которого величина смещения забоя достигает половины максимальных смещений, ч; К-коэффициент учета нарушенности

массива, ,8-1,2. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что волновой экран формируют торпедированием массива из барьерных скважин и производят контроль эффективности этого торпедирования и при неэффективности торпедирования разрущением породного целика между барьерными скважинами формируют щель и размеры этой щели определяют в зависимости от снижения уровня давления газа во вскрываемой вибросоопасной зоне пласта до критически допустимого по впнезапным выбросам угля и газа при вскрытии пластов, по формуле

интегральная функция Гаусса; радиус влияния барьерных скважин;

параметры щели, м; критически допустимое по внезапным выбросам угля и газа при вскрытии пластов давление, МПа:

,55Z+5d; ,43Z-9.

HjMM

Фиг. г

i., 1 и мм

Фиг. 5