Способ возведения опережающей крепи Советский патент 1991 года по МПК E21D9/00 E21D11/00 E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии тонких угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Цель изобретения - повышение надежности предотвращения газодинамических явлений путем создания монолитного пояса вокруг выработки в зоне разгруженного и дегазированного угля.

На фиг.1 изображена схема расположения скважин вокруг контура вскрываемого сечения выработки с креплением несущих

элементов; на фиг.2 - разрез А-А MS фиг.1 (Ь - расположение несущих олег снюь г боковых породах от пласта: д - расстояние между скважинами на выходе из пласта; I - зона трещинообразования в породах от буровзрывных работ; m - мощность пласта).

Способ осуществляют следующим образом.

При проведении вскрывающей пласт выработки 1 (фиг.1) с расстояния от пласта не менее трех метров определяют зону I образования трещиноватости от буровзрывных работ вокруг выработки 1 в зависимости

от вмещающих угольный пласт пород, устанавливаемой в интервале коэффициентов f крепости от 3 и до 9 по шкале М.М.Протодь- яконова зависимостью

1-2,11-0,187f,M,

где f - коэффициент крепости пород по шкале М.М.Протодьяконова.

Затем по контуру выработки 1 бурят передовые скважины 2, которые перебурива- ют границу зоны трещинсобразования в породах (фиг.2) от взрывных работ на расстоянии b от пласта, равном не менее 0.5 м. Интервал 2 б между скважинами на выходе из пласта определяют по формуле

6 1,5 гр. м.

Радиус Гр руинного разрушения определяют из соотношения

г -IS. -р

где гп - радиус области неупругих деформаций, м;

р- коэффициент отношения зоны неупругих деформаций к зоне руинного раэру- шения.

Расстояние между скважинами 2 на ходе из пласта выполняют равным полутора радиусам зоны руинного разрушения вокруг скважин или меньше него. При расстоя- нии, равном радиусу руинного разрушения уже образуется достаточно прочный монолитный пояс вокруг выработки. При расстоянии д между скважинами на выходе из пласта менее полутора радиусов руинного разрушения вокруг скважины, т.е. в пределах его радиуса, разгруженный и армированный пояс вокруг выработки получается максимально широким, в результате чего обеспечивается более высокая надежности предотвращения газодинамических явлений.

Ампулы скрепляющего состава по длине выбирают равными длине несущего элемента 3.

Закрепление несущих элементов 3 в глубине углепородного массива производят через 3 ч после бурения каждой скважины.

В каждую пробуренную скважину вставляют пневмосушитель для удаления влаги со стенок скважины и их прогрева с последующим вводом в скважину 2 скрепляющего состава (например, полиуретана в ампулах), которые досылают до забоя скважины несущим элементом 3 с последующим прокручиванием его при помощи бурового устройства (ручное сверло, перфоратор и т.п.) с досылкой несущего элемента 3 до забоя скважины.

0

5

0

5

0 5 0

5

0 5

Несущий элемент 3 вводят в сквач-.и v до забоя, вращают в течение 20-30 с, при этом ампулы разрушаются и их содержимое интенсивно перемешивается. Ь результате реакции полимеригации композиция вспенивается, увеличиваясь в обьеме о 3-4 разе, развивая давление до 2,2 МПа, обеспечивая самонагнетание в трещины руинного разрушения от скважин 2 вугольнопородном массиве.

Таким образом осуществляет закрепление несущих элементов 3 во всех скважинах 2. При вскрытии угольных пластов в особо опасных зонах необходимо бурить второй ряд скважин для возведения передовой крепи. Скважины второго ряда располагают между скважинами первого на расстоянии полутора радиусов руинного разрушения.

Использование предлагает ого способа (в отличие от известных) позволяет создать вокруг вскрывающей пласт выработки разгруженный и закрепленный углепородный пояс, ,оторый не подвергаемся деформации от взрывных работ, что обеспечивает высокую надежность предотвращения галодина- мическкх явлений и, кроме того, позволяет использовать забойное оборудование, что сни::сяе) материальные и трудовые затраты.

Формула изобретения

Способ аозведения опережающей крепи включающий буренио передовых скважин за контур выработки с перекрытием угольного ппаста не менее чем на 0,5 м, установку в них несущих элементов и закрепление последних распирающейся вяжущей композицией, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности предотвращения газодинамических явлений при вскрытии угольных тастов путям создания монолитного пояса вокру выработки в зоне разгруженного и дегазированного угля, несущие элементы располагают за зоной взрывной трещиноватости пород на расстоянии от контура эыр ботки, опре деляемом по формуле

1 2,11 -0,187, где I - ширина зоны трещиноватости, м;

f- коэффициент крепости пород по шкале М.М.Протодьяконова, а установку и закрепление несущих элемен- тп, осуществляют не ранее трех часов после скончания бурения каждой скважины, при этом расстояние между последними нз иы- холе из пласта определяют из выражения

д , 1,5 гр ,

где д - расстояние между скважинами на выходе из пласта, м;

гр - зо,а руинного разрушения чокруг скважины, м.

Фиг. 2

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии тонких угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля м газэ. Оно позволяет повысить надежность предотвращения газодинамических явлений при вскрытии уготьного путем создания монолитного пояса вокруг зырз- ботки в зоне разгруженною и дггггчфован- чогоуглп, На расстоянии r-t ппаотп не более 3 м бурят лебедовые скьажичы с перекрытием последнего но менее, ем на 0,5 м. Скважины г ребуривают границу зоны взрывной грещинсватости, ширина которой определяется из апроксимирующей зависимо /1 и. Расстояние между скьэжинзми нэ выходе из пласта не полутора радиусов руинного разрушения вокруг скважины. В скважины усганэвг;ивзют армирующие элемента и закрепляю их по чсеп длине в забое ОКРЗЖИЬЫ расил яющгйся вяжущей композицией Композицию р. щают в скважинах в ампулах, которые разрушают прокручиванием несущих элементов. Установку З.ЮМСНТОР и их з крепление производят не ранее 3 ч после бурения каждой скважины, Возможно бурение нескольких рядов скважины. Вспениваясь, композиция обеспечивает самонагнетани0 п область руинного разрушения вокруг скгаж; н. 2 ил.