Способ разработки выбросоопасных калийных пластов Советский патент 1991 года по МПК E21C41/26 E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке выбросоопасных калийных пластов камерной системой разработки.

Цель изобретения - повышение безопасности горных работ за счет увеличения степени дегазации пород непосредственной кровли.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа, разрез по очистным камерам и дренажным шпурам; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Первая камера 1 в блоке со шпурами 2 в кровле выполнена глубиной hi и шагом NI,

вторая камера 4 - в блоке с загерметизированным шпуром 5 в кровле. Герметизация осуществляется гидравлическим герметизатором 6, в который подается жидкость насосом 7. Давление газа в загерметизированном шпуре 5 контролируется манометром 8. Третья камера 10 выполнена в блоке с дренажным шпуром 11 в кровле. Между камерами 1, 4 и 10 оставляют целики 3 и 9. Герметизатор 6 извлекают, сбросив давление на насосе 7.

Способ осуществляется следующим образом.

При ведении очистных работ в камере 1. ширина которой определяется типом при-VI о

ю

N3 СО

меняемого комбайна, по мере подвигания забоя в кровле выозоотки бурят дренажные шпуры 2 глубиной hi, определяемой мощностью защитной пачки пород в кровле камеры, расстояние между шпурами Ni равно эффективному радиусу дренирования, определяемому опытным путем. После отработки камеры 1 на полную длину комбайн на холостом ходу отгоняют назад, оставляя целик 3. Параллельно камере 1 отрабатывают следующую камеру 4, при этом по мере по- двигэния забоя камеры 4 в кровле бурят дренажные шпуры 2 глубиной h i при расстоянии между шпурами и шпуры 5 глубиной hz, определяемой мощностью защитной г змки пород в кровле, при расстоянии между шпурами N2. При этом в выбоосоопасной эоке, прогнозируемой известными методами, после бурения пеового шпура 5 его гер- метизируют гидравлическим (или другим яидом) герметизатором 6, вставленным в ч стьс шпура таким образом, чтобы расстоя- чие было равным величине половины защитней пачки hi, путем нагнетания в него кидкогти насосом 7.

Давление гччэ P загерметизированной амере ыпур.з 5 (породах кровли) регистрируют манометром 8 геометизирующей стан- u,t . в соседних шпурах 2 визуально или с помощью приборов регистрируют газсисте- чемие. Очистные работы в камере останавливают до момента прекращения ззоистечения из шпуров 2. Затем сбрасы- оают давление в герметизаторе и извлекают из шпура 5, PI очистные работы продолжают ч-з величину N2, определяемого радиусом дреми-)в8ния для двух камер. По мере подвигайся забоя на величину NS в кровле Ьурят н-ооходимые шпуры 2 глубиной hi и шагом N Пс достижении забоем в камере о г--тояннч No операция бурения и гермети- i uHi - urypa повторяется. После отработки змег 4 нэ полную длину комбайн снова , назад, оставляя целик 9, и отрабатывают камеру 10 При этом по мере подви- |3нив забоя камеры 10 в кровле бурят гфрнэжные шпуры 2 глубиной hi при рассто- жм- . между HHMW NI и шпуры 11 пубиной hi, определяемой мощностью защитной чзчки nopo/J в кроэле при расстоянии меж- qy шпурами N3. При этом в прогнозируемой ыбрссоолэсной зоне после бурения перво- ,о и последующих шпуров 11 на расстоянии К а их герметизируют так, как при отработке /змеры 5, до полной отработки выбросоо- .асной зоны Еспи камерный блок состоит ,з большего числа камер, то таким же обра- -ом отрабатывают всэ последующие каме- ры.

Таким образом, при отработке камер в камерном блоке вследствие увеличения ширины отработанного пространства проявляется воздействие свободных газов под давлением в зонах контактов пластов, расположенных выше, чем требует соответствующего увеличения глубины бурения шпуров.

Свободные газы воздействуют на за- щитную пачку пород в кровле выработок под давлением, которое может быть равным или большим гидростатического и приближаться для калийных пород к геостатическому давлению для данной глубины отработки. Мощность защитной пачки для первой камеры определятся из выражения

,02 К vTWch . а для последующих камер в блоке

,

ГА6

в-У - - ч-оагМГ.

2 Рмакс L 1Э

Расстояние между шпурами для первой камеры определяется из выражения

м,Ч

11 63,3 V R

для последующих камер

N1,

где Рмзкс - максимальное давление газов для пород кровли пласта, кг/см2;

И - ширина камеры, м;

К- коэффициент размерности, см3 кг 1/2;

i - число камер в многокамерном блоке; BI - показатель, учитывающий прочностные и фильтрационные характеристики пород массива;

ц - ширина межкамерного целика, м;

U - текущая ширина блока, соответству- ющая числу камер, м;

1)э - эквивалентный пролет, соответствующий текущей ширине блока, м;

э эквивалентный пролет кчмеры, м;

q - начальная скорость газовыделения из пород кровли в дренажный шпур, м /суд;

V - скорость отработки камеры, м/сут;

R - радиус фильтрации дренажного шпура, м;

Осж - предел прочности пород целика сжатию, кг/см .

Формула изобретения 1. Способ разработки выбросоопэсных калийных пластов, включающий формиро- вание защитной качки дегазированных пород, прогнозирование выбросоопасных зон. отработку блока параллельными камерами с оставлением межкамерных целиков, определение длины дренажных шпуров и

расстояний между ними для различных камер, бурение указанных шпуров различной длины в породы кровли и ограничение скорости ведения горных работ в выбросоопас- ной зоне, отличающийся тем что, с целью повышения безопасности горных работ за счет увеличения степени дегазации пород непосредственной кровли, во всех камерах в выбросоопасной зоне бурят шпуры с такими же параметрами, как в первой камере блока, при этом шпуры с параметрами, определенными для второй и третьей камер в трехкамерном блоке, после оконча0

ния бурения герметизируют на глубину от обнажения выработки до половины мощности защитной пачки, принятой для первой камеры, и выдерживают их загерметизированными до прекращения газовыделения из соседних шпуров, а очистные работы на это время в камерах останавливают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в четырех- и пятикамерном блоках параметры бурения дренажных скважин и дегазацию в четвертой и пятой камерах принимают такими же, как и в третьей камере блока.

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при подземной разработке выбросоопасных калийных пластов камерной системой разработки. Цель изобретения - повышение безопасности горных работ за счет увеличения степени дегазации пород непосредственной кровли. Для этого формируют защитную пачку дегазированных пород в каждой камере и прогнозируют выбросоопасные зоны. Отрабатывают блок параллельными камерами, оставляя межкамерные целики. В каждой камере бурят дренажные шпуры различной длины и на различных расстояниях. В трехкэмерных блоках в первой камере бурят шпуры на глубину мощности защитной пачки для первой камеры. Во второй камере бурят шпуры так же, как и в первой камере, и шпуры на величину защитной пачки для третьей камеры. Шпуры, пробуренные на глубину защитной пачки для второй и третьей камер, герметизируют на глубину от обнажения выработки до половины мощности защитной пачки для первой камеры и выдерживают их загерметизированными до прекращения газовыделения из соседних шпуров. Очистные работы в это время в камерах не производят. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

|ШШЖ1Т1ТШ1 Ш 1 i ППтгпШШШ

-Ь 4- 4« -шпуры1- камеры - шпуры $ камеры

Фиг. 2

Составитель Б.Терентьев Редактор Л.Пчолинская Техред М.МоргенталКорректор М.Кучерявая