Способ пересечения угольного выбросоопасного пласта горной выработкой Советский патент 1991 года по МПК E21C41/18 E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при пересечении выбросоопасных пологих и наклонных пластов и пропластков горными выработками

Цель изобретения - снижение трудозатрат на пересечение пласта, повышение безопасности работ и уменьшение стоимости противовыбросных мероприятий

На фиг.1 показана схема подхода горной выработки к пересекаемому пласту; на фиг.2 - схема непосредственного пересечения пласта выработкой; на фиг.З - сечение А -А на фиг,2.

На фиг.1 - 3 приняты обозначения, 1 выработка, подходящая к пересекаемому пласту 2; 3 - выработка, уменьшенной высотой со стороны кровли пласта, проводимая за пластом; 4 - выработка полного сечения за пластом; 5 - выработка уменьшенной высотой со стороны почвы пласта, проводимая перед пластом; 6 - разведочные скважины первого типа; 7 - разведочные скважины второго типа.

На фиг.2 показана вскрывающая выработка 1 в момент, когда ее забой (а - а) находится на заданном расстоянии (а -- а ) по нормали к пласту. Затем выработку проводят дальше уже с высотой забоя (а - б) до момента подхода выработки 5 к пласту на заданном расстоянии (в - в ). После пересечения пласта на полное сечение от (с - с ,) до (д -д ) в режиме сотрясательного взрывания или с выполнением противовыбросных мероприятий выработку 3 опять проводят уменьшенной высотой (д - е) до момента (з - ж). После этого выработку 4 проводят обычным сечением (з - з).

Способ осуществляют следующим образом.

Проходят выработку 1, При приближении выработки 1 к пласту 2 образуют пород- ную пробку и с расстояния (2 - 3) приведенных диаметров выработки dnp начинают бурить разведочные скважины 6 первого типа. Скважины 6 бурят из забоя выработки нормально к пласту глубиной Н,равной (1,5 - 2) dnp, через расстояние LI, определяемое по формуле

где m ние

мощность пласта, м, через рэсстоя -2 (Inp + mXcostf -erg / - sin а), м. (3)

При пересечении пласта 2 разведочными скважинами 6, 7 сначала определяют, а затем уточняют мощность пласта и прогнозные физические характеристики угля (выход

летучих из угля, начальную скорость газовыделения д, прочность угля по шкале М.М.Протодьяконова f, давление газа в пласте Р).

На расстоянии до пласта по нормали Пр

принимают метод пересечения пласта и осуществляют проведение выработки по пласту. Если выход летучих более 35% или мощность его в наиболее узкой зоне менее 0,3 м или показатели 2 л/мин,

f 0,6,Р 0,4 МПа, то пересечение осуществляют как неопасного пласта. При выходе летучих менее 35%, мощности более 0,3 и значение одного из показателей 2 л/мин, f 0,6 или Р 0,4 МПа

метод пересечения пропластка принимают исходя из его мощности в наиболее узкой части.

При мощности не более 0,45 м пласт пересекают с применением взрывных работ

в режиме сотрясательного взрывания без дополнительнх мероприятий. При рабочей мощности (т 0,45 м) пересечение осуществляют с выполнением дополнительных противовыбросных мероприятий. Длину

участков применения сотрясательного взрывания и противовыбросных мероприятий определяют по фомулам

I сотр

L-Bblff -

2 + dnp/cosa sin a

м

(4)

Изобретение относится к разработке и наклонных выбросоопасных угольных лластов. Цель - снижение трудозатрат и стоимости пересечения пласта горной выработкой (ГВ) и повышение безопасности работ. Проходят ГВ к выбросоопасному пласту. Образуют пожарную пробку. Из ГВ в пласт бурят разведочные скважины (С) двух типов. По данным бурения С определяют мощность пласта, выход летучих из угля, скорость газовыделения, давления газа в пласте и прочность угля. Первый тип С бурят из забоя ГВ нормально пласту на расстоянии от него, равном 2-3 приведенным диаметрам ГВ, на глубину 1,5 -2 диаметра этой ГВ с расстоянием мехду С, определяемым по расчетной фор- м/яе. По дачным бурения С первого типа уточняет мощность пласта и физические х- ки угля. Затем бурят С второго типа, длину которых и расстояние между ними находят расчетом по формулам. По данным бурения этих С выбирают тип пересечения пласта ГВ Осуществляют пересечение пласта ГВ в режиме сотрясательного взрывания на участке длиной, определяемой по расчетной формуле, при мощности пласта не более 0,45 м При мощности пласта более 0,45 м пересечения пласта производят с выполнением противовыбросныхмероприятий на участке этой выработки определенной длины, рассчитываемой по соответствующей формуле. При выходе летучих из угля более 35% или мощности пласта в наиболее узкой зоне менее 0,3 м, максимальной начальной скорости газовыделения, равной или меньше 2 л/мин, прочности угля по шкале М М Протодьяконовй больше 0,5 и давлении газа в пласте меньше 0,4 МПа пласт пересекают как невыбросооласный. Для уменьшения длины участков ГВ, пересекающих пласт TR перед пластом проходят уменьшенной ысоты со стороны почвы пласта, & за пластом - уменьшенной высоты со стороны кровли пласта. При этом длину участков ГВ с проводимыми мероприятиями определяют по соответствующим расчетным формулам. 1 з.п ф-лы, 3 ил. О СП О сл Ю

1скв.1

пр

sincr

М

где ICKB.I - глубина буримой разведочной Скважины на первом этапе, м;

Inp - расстояние, с которого начинают пересекать выработкой пласт с использованием принятого метода, м;

а- угол залегания пласта, град, и уточ- няют мощность пласта и физические харак теристики угля.

После пересечения скважинами б пласта 2 начинают бурить скважины 7 второго типа под углом ft к горизонту глубиной I, определяемой по формуле

12

(1Пр + m ) cos a sin/

м,

(1)

где dnp м

приведенный диаметр выработки,

, пр мер. 4 + dnp/COS а

ийр sin a

м

(5)

50

55

С целью снижения длины участков выработки, пересекаемой пласт, где запланировано выполнение противовыбросных мероприятий, выработку 5 перед пластом проходят уменьшенной высотой hn со стороны почвы пласта до тех пор, пока ее забой (в - с) приблизится по нормали к пласту на величину (в - в 1Пр). После этого выработку проводят на полное сечение (с - с ) с применением принятого метода на участке (с - д ) (см.фиг.2), Затем выработку 3 за пластом проводят с уменьшением высоты со стороны кровли пласта без мероприятий

на участке (е - ж). При этом точку е и точку з определяют по двум показателям, когда нормаль к пласту (е - е ) и (з - з ) равна 1Пр, а высота забоев выработки 3 (д - е) равна пк, а выработки 4 (з -з) равна dnp.

Длину участка с - д , где необходимо выполнение мероприятий, определяют по формулам

LlSTPp: UStf - (2dnp - hK - hn)ctg а, м

(6)

LSSpMep LgBpM6p - (2dnp - hK - hn)ctg a. м,

(7)

где hK и hn - высота выработки уменьшенной высоты соответственно со стороны кровли и со стороны почвы пласта, м.

В качестве противовыбросного мероприятия может быть применен,например, метод гидрорыхления угольного пласта.

С целью облегчения сооружения выработок уменьшенной высоты (3,5) рекомендуется осуществлять следующее. Из забоя выработки 3 бурят длинные скважины-(2 - 3 шт) на всю длину выработки уменьшенной высоты 5, после чего их взрывают в один цикл. Этим существенно облегчают проведение выработки уменьшенной высоты. Количество скважин, объем ВВ, заряжаемых в них, определяется паспортом БВР в зависимости от свойств пород, размеров выработки и других технологических факторов.

Форм.ула изобретения

Li

ICKB.I - li

sin a

np

где 1с«в1 - глубина буримой разведочной скважины на первом этапе, м; ч

1пр - расстояние, с которого начинают пересекать выработкой пласте использова- нием принятого метода, м;

a - угол залегания пласта, град, и уточняют мощность пласта и физические характеристики угля, затем бурят скважины второго типа длиной

(Inp + m )cos a 12 sln/3

где m - мощность вскрываемого пласта, м; р - угол наклона скважин к горизонту, град, на расстоянии друг от друга

и осуществляют пересечение пласта выработкой в-режиме сотрясательного взрывания на участке длиной

25

i сотр. 2 + dnp/cos a IWsfoa Ml

где dnp - приведенный диаметр выработки, м,

при мощности пласта не более 0,45 м, при мощности пласта более 0,45 м пересечение пласта производят с выполнением противо- выбросных мероприятий на участке этой выработки длиной

LSE

.мер. 4 + dnp/COS а

sin a

м

0

а при выходе летучих из угля более 35$ или мощности пласта в наиболее узкой з не менее 0,3 м и максимальной начальной скорости газовыделения 2 л /мин, прочности угля по шкале М.М.Протодьяко- нова f 0,6 и при давлении газа в пласте Р 0,4 МПа пласт пересекают как невыб- росоопасный.

ЦыЈ- LSSU - (2dnp - h - hn)ctg a.

LBngpMep L gpMep - (2dnp - hK - hn)ctg a,

где hn, И - высота выработки уменьшенной высоты соответственно со стороны почвы и со стороны кровли, м.

1/

фиг1

фиг. 2 А-А

У/Л