Способ вскрытия выбросоопасного пласта Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения выбросов угля и газа при вскрытии выбросоопасного пласта горной выработкой.

Целью изобретения является повышение эффективности вскрытия выбросоопасного пласта за счет снижения степени его выбросоопасности и повышения безопасности ведения горных работ.

На фиг. 1 приведена схема размещения скважин в забое горной выработки: на фиг. 2 приведена схема забоя; на фиг, 3 - разрез по А-А на фиг. 2.

Забой состоит из вскрывающей выработки 1; скважин 2 - 20, пробуренных с забоя на пласт через породную пробку; угольного плеста 21; призабойной части 22 выработки; верхней части 23 полости запол- нения быстротвердеющими смесями. Символом Л показано превышение размеров полости над проекцией сечения вскрывающей выработки на угольный пласт.

Способ осуществляют следующим образом. При приближении забоя вскрывающей выработки, за 3 - 4 м до выбросоопасного пласта проходческие работы прекращают, оставляют предохранительную породную пробку и после допол- нительной раззедки состояния угольного массива начинают работы непосредственно по вскрытию пласта. С забоя вскрывающей выработки бурят вскрывающие скважины на угольный пласт в проекцию сечения от выработки таким образом, чтобы скважины были равноудалены друг от друга в пласте, Скважины 2-20 предварительно разделены условно на три группы: две группы скважин для гидровымыва 2 - 7 и 8 - 13 скважины распределяются попарно; по две соседних, наиболее близко расположенных друг от друга, скважины: 2 и 9; 3 и 10; 4 и 11; 5 и 12; 6и 13;7и8.

Скважины диаметром 100 - 200 мм бу- рят с некоторым отю инением от оси выработки в сторону Массива, например 4-6°. Подают жидкость в скважины и создают давление воды у насадки порядка бМПа при среднем расходе 15 м3/ч. Для гидро- вымы;-зния в скважину вводят специальный жесткий шланг с сзмовращающимися насадками, которые позволяют осуществлять гидравлическое воздействие на массив чэрез скважины пульсирующими и самовра- щающими струями жидкости. Эти струи жидкости воздействуют передовой струей на забой скважины и из ее бока тремя рядами струй, равномерно воздействуя наугольный массив.

Гидравлически воздействуют на массив через первую группу скважин, расположенных в верхней части забоя выработки Остальные скважины при этом используются для принудительной, или в крайнем случае есте- ственной дегазации пласта. В забое выработки осуществляют улавливание и осаждение угля из пульпы с помощью двух- трех дощатых перемычек высотой 0,5 -1м, расположенных через 15 - 30 м.

В случае применения способа на малоустойчивых пластах и с вмещающими пласт породами, склонными к обрушаемости, полость образовывают с верхней части пласта и по всей ширине полости. Для чего вначале

гидравлически воздействуют черрз скважины 3 и 4, а через другие дегазируют плзст. Затем гидравлическому воздействию подвергается угольный пласт через скважины 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17 до образования сплошной полости по всей части проекции кровли, вскрывающей выработки. Полость заполняют быстротвердеющими смесями и после их схватывания под поддерживающей перемычкой осуществляют дальнейший гидроразмыв пласта.

Гидравлически воздействуют на массив до падения давления в скважинах до 0,1 - 0,2 МПа. После этого гидравлическому воздействию подвергают массив через оставшиеся скважины с выдачей продуктов размыва через ранее обработанные и дегазационные скважины до образования сплошной полости в пласте с размерами, превышающими проекцию сечения выработки на величину перебора выемки пород сверх сечения при ведении взрывных работ, то есть с превышением на 1 м.

Контроль за эффективностью способа осуществляют по изменению газовыделения из скважин, концентрации газа в атмосфере вскрывающей выработки и объему вымытого из полости угля. Работы по непосредственному вскрытию плас:а осуществляют после падения концентрации газа в атмосфере выработки до величин, не превышающих естественный фон более чем на 0,02, и только после этого заполняют полость жидкостью, глиной, песком, или другими материалами.

Формула изобретения

1. Способ вскрытия выбросоопасного пласта, включающий формирование между пластом и вскрывающей горной выработкой породной пробки, бурение равноудаленных друг от друга скважин в пласт в зону проекции поперечного сечения выработки, гидравлическое воздействие через скважины на пласт струями жидкости и формирование полости с размерами, превышающими по- перечное сечение вскрывающей горной выработки, удаление продуктов размыва из полости, контроль за газодинамическим состоянием пласта и проведение выработки по вскрытию пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности вскрытия выбросоопасного пласта за счет снижения степени его выбросоопасности и повышения безопасности ведения горных работ на пластах с газонасыщенными перемятыми пачками, дополнительно в пласт бурят дегазационные скважины, в гидравлическое воздействие на пласт ведут сначала в наиболее перемятой газонасыщенной пачке пласта через каждую вторую скважины до падения давления газа в массиве вокруг соседних скважин, и одновременно ведут через них,дегазацию пласта, после чего гидравлическое воздействие на гкаст ведут через дегазационные скважины.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наличии нескольких перемятых газонасыщенных угольных пачек гидравлическое воздействие на пласт осуществляют по наиболее мощной из них.

3.Способ попп. 1,2, отличающий- с я тем, что проведение вскрывающей выработки ведут при концентрации газа в ней,

не превышающей естественный фон более чем на 0,02.

4. Способ по пп. 1 , 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что гидравлическое воздействие на пласт ведут пульсирующими и вращающи- нлся вокруг своей оси струями жидкости.

5 Способ по п. 1,отличающийся те, что, с целью повышения безопасности работ на пластах, склонных к высыпанию, гидровымывание ведут в верхней части проекции поперечного сечения выработки на , а образованную полость заполняют твердеющей смесью.

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность вскрытия выбросоопасного пласта (ВП) за счет снижения степени его выбросоопасно- сти и повышения безопасности ведения гор- ных работ на пластах, склонных к высыпанию. При приближении забоя вскрывающей выработки (ВВ)1 за 3-4 м до ВП проходческие работы прекращают. Оставляют предохранительную породную пробку. С забоя ВВ1 в проекцию ее смещения на ВП бурят вскрывающие скважины (ВС) 2 - 20, равноудаленные друг от друга с некоторым отклонением от оси В В в сторону массива. Условно ВС делят на три группы: две группы 2 - 7 и 8 - 13 для гидровымыва, а третья 14 -20 для дегазации. Гидравлическое воздействие на ВП ведут пульсирующими и само- вращающимися струями жидкости. Вначале гидравлическое воздействие на ВП осуще- СТРТЯЮТ «ерез первую группу ВС 2 - 7, расположенных в верхней части забоя ВВ1. Остальные ЗС используют для принудительной или естественной дегазации ВП. Затег воздействуют на ВП через другуо группу ВС 8 - 13, и наконец через третью 14 -20. При наличии нескольких перемятых газонзсыщенных угольных помех гидравлическое воздействие на ВП осуществляют до наиболее мощной из них. После падения концентрации газа в атмосфере ВВ1 до величин, не превышающих естественный фон более чек на 0,02, вскрывают ВП. На мало- устойчизмх ВП и пластах с вмещающими порогами, склонными к обрушаемости, полость 23 формируют в верхней части проекции ВВ1 на ВП, Полость 23 заполняют быстротвердеющими смесями я после их схватывания осуществляют дальнейший гидроразмыв ВП. 4 з.п. ф-пы. 3 ил. С х|

дг

А -А

пи wo I /

tiПгваю-Jt

-

12

П / &

VA° H

. I.-

ФиаЗ 1