Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении горной выработки Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых для предотвращения выбросов породы и «газа при проведении горных выработок.

Цель изобретения - повышение надежности способа за счет обеспечения сплошности разгрузочной щели.

Сущность способа заключается в предварительной разгрузке массива впереди забоя подготовительной выработки путем

бурения опережающих скважин по ее периметру и формирования разгрузочной щели из указанных скважин разделкой пересекающихся пазов.

На фиг. 1 схематически изображен забой горной выработки со сплошной щелью; на фиг. 2 узел i на фиг. 1; на фиг. 3 - схема для определения параметров способа.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

В забое подготовительной выработки 1 по ее контуру на расстоянии а друг от друга

о о о SJ со со

Оурлт скважины 2 длиной I, равной величине заходки плюс иеснижаемое опережение 1 м. Затем в одну из скважин вводят гидропескоструйный перфоратор (не показан), ори- етируют его под углом а к линии, соединяющей устья соседних скважин 2 и при возвратно-поступательном перемещении перфоратора формируют паз 3 длиной In. Далее гидропескоструйный перфоратор переориентируют аналогичным образом в направлении другой соседней скважины. Формирование пазов обеспечивается за счет подачи через перфоратор водопесча- иой смеси с концентрацией песка 30 - 50 г/л. После этого перфоратор переставляют в соседнюю скважину и формируют следующие 2 паза и т.д. Образование пазов ведется сначала в стенках выработки, а затем в ее своде, После формирования сплошной разгрузочной щели бурят шпуры для ведения взрывных работ, заряжают их и взрывают. После уборки разрушенной породы и крепления выработки цикл по образованию разгрузочной щели повторяют. Процесс бурения скважины в породном массиве сопровождается отклонением скважины от заданного направления, и при достижении скважиной проекта длины I это отклонение достигает величины Ь, составляющей 0,03...0,051, Для создания сплошной разгрузочной щели необходимо обеспечить такое положение в пространстве образуемых гид- ропескоструйным перфоратором пазов, чтобы независимо от отклонения скважин от заданного направления обеспечивалось их гарантированное пересечение.

На фиг. 3 представлены проекции устьев скважин на вертикальную полость, обоз- - ачеиные Oi и О. Позициями 4 и 5 обозначены линии, ограничивающие возможное положение забоев скважин, вызванное отклонением скважин от заданного направления в процессе бурения, позициями 6,7,8,9,10 - линии, ограничивающие по- ложечие пазов при достижении перфоратором забоя скважины. Для гарантированного пересечения пазов необходимо выполнение следующих условий:

величина наклона плоскости пазов к линии, соединяющей устья соседних скважин, се допжна выбираться таким образом, чтобы линии 6 и 10 являлись касательными к линиям 4 и 5;

длина паза In должна быть не менее длины линии CD, т.е.

2- а1С51п() агсзт(),град (1)

где а - расстояние между устьями скважин; b - отклонение забоя скважин. Длина паза находится по зависимости

In А Е + A L + а

2 cos (2 2 cos a cos а

Подставляя в (2) зависимость (1), получа

ют

in

гь

-.а/п

cos drain ( )

При выполнении данного способа необходимо учитывать то, что прочностные свойства выбросоопасных пород колеблется в широком диапазоне оЬж 75 - 140 МПа, и при этом максимально возможные размеры образуемых пазов могут также колебаться в интервале 0,35 - 0,62 м. Больший размер соответствует меньшему значению оьж и наоборот.

В том случае, если максимально возможная дл ииа паза in меньше значения ln, полученного расчетом, то осуществляется корректировка значения длины скважины I.

Пример выполнения способа.

Максимальное отклонение скважины от заданного направления b при бурении 50 шпуров длиной 3 м в песчанике h/iShe составило 0,03 или 0,09 м, Учитывая, что для данного песчаника максимальная ширина паза In, плучаемая при разрушении гидропескоструйным перфоратором, составляет 0,4 м, определяют значение основных параметров способа из зависимостей (1) и (3)

In откуда

Vaz-4b7

ai. VJn 4|2b2

Подставляя значения In и b, получаем

31 0,34 м, Ьг 0,21 м.

Для практического использования принимают ai 0,34 м, так как при этом обеспечивается минимальный объем бурения скважин, Зная Ь, определяют

2 b ч f 2 0.09 N о

СС srcsln () - arcsin (Формула изобретения Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении горной выработки, включающий бурение опережающих скважин по периметру выработки и формирование разгрузочной щели, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности предотвращения выбросов за

счет обеспечения сплошности разгрузочной щели, указанную щель формируют по периметру выработки из опережающих скважин разделкой пересекающихся пазов длиной определяемой по зависимости:

P Va -4b2

где а - расстояние между скважинами;

b - отклонение забоя опережающей скважины от заданного направления, b

(0,03 - 0,05)1, где I - длина скважины, под углом к линии, соединяющей устья соседних скважин, определяемым из соотношения

a arcsin -г-

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых для предотвращения выбросов породы и газа при проведении горных выработок. Цель изобретения - noвышение надежности способа за счет обеспечения сплошности разгрузочной щели, Для этого в забое подготовительной выработки по ее контуру на расстоянии а друг от друга бурят скважины длиной, равной величине заходки плюс неснижаемое опережение. В одну из скважин вводят гидроперфоратор и формируют щель под углом а к линии, соединяющей соседние скважины. Затем перфоратор переориентируют в направлении другой скважины и после формирования пазов перфоратор перемещают в другую скважину. Таким образом формируют сплошную разгрузочную щель по периметру выработки. Длину In пазов определяют по зависимости In а2/(а - -4Ь2)1/2, где а - расстояние между скважинами; b - отклонение забоя скважин от заданного наравления. Угол наклона паза а к линии, соединяющей устье соседних скважин, определяют из выражения а arcsln(2b/a). 3 ил. (Л С

Риг. 2

в

W