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

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении подземных горных выработок по выбросоо- пасным породам

Цель изобретения - снижение трудозатрат, повышение скорости проведения выработок и эффективности способа.

На фиг.1 показана выработка, разрез на фиг.2 - узел I на фиг.1.

На чертежах представлены выработка 1, проводимая по выбросоопасным породам, шпуры 2 для размещения патронов взрывчатого вещества, контур 3 проводимой выработки, скважины 4 для заполнения невзрывчатой разрушающей смеси скважины 5 для образования свободной поверхности, разгрузочная оконтуривающая щель 6. целик 7 породы между скважинами 4 и 5,

поверхности 8 и 9 среза целика 7 между скважинами 4 и 5.

Способ осуществляются следующим образом.

Для проведения выработки 1 большого сечения по выбросоопасным породам в забое выработки, согласно паспорту буровзрывных работ, бурильной установкой бурят шпуры 2 диаметром 43 мм и длиной 2,5 м для заполнения их патронами взрывчатого вещества и разрушения породы внутри контура 3 выработки 1. Затем по контуру выработки 3 известными буровыми механизмами, например бурильной установкой БУ-1 М, с помощью съемных коронок разного диаметра бурят поочередно скважины 4 диаметром 53 мм, предназначенные для заполнения невзрывчатой смесью, и скважины 5 диаметром 90 мм, которые оставляют свободными. Глубина скважин 4 и 5 3 м. Расстояние между смежными скважинами 4 и 5 по центрам определяют в соответствии с зависимостью

Р di -yHAf см 2(7Cp ) 2 . где I - расстояние между центрами смежных скважин;

Р - удельное давление, создаваемое разрушающей невзрывчатой смесью ;

di - диаметр скважин, предназначенных для заполнения невзрывчатой расширяющей смеси;

у- плотность горных пород; Н - глубина расположения выработки; Я- коэффициент бокового распора пород;

f - коэффициент трения породы по породе;

сгср - предел прочности пород на срез; d2 - диаметр свободной скважины. После завершения бурения скважин 4 и 5, расположенных по контуру 3 выработки и очищения их от буровой мелочи путем продувки сжатым воздухом, скважины 4 меньшего диаметра (di 53 мм) заполняли рабочим агентом - смесью НРС-1. После заполнения основного объема скважин разрушающей смесью,скважины закрывают пробками и заполнение устья скважин ведут через пробки. Через 5-10 мин рабочая смесь затвердевает.

Механизм образования разгрузочной оконтуривающей щели 6 заключается в том, что невзрывчатая разрушающая смесь, расположенная в скважине 4 диаметром 53 мм, при увлажнении за счет гидратации существенно увеличивается в объеме и создает давление в скважине 4 до 500 кг/см . которое превышает предел прочности выбросо- опасной породы на срез (170 кг/см2).

Наличие второй свободной поверхности (скважина 5 диаметром 90 мм) в условиях объемного сжатия приводит к тому, что происходит срез целика 7 породы по двум поверхностям 8 и 9, минимальное расстояние между которыми (53 мм) равно диаметру меньшей скважины 4. Данный механизм

0 взаимодействия приводит к тому, что через 20-30 мин после заполнения скважин 4 разрушающей смесью НРС-1 происходит разрушение по указанным поверхностям 8 и 9 и выдавливание целика 7 от скважины 4

5 меньшего диаметра, заполненной разрушающей смесью, в сторону скважины 5 большего диаметра, служащей второй свободной поверхностью.

Такое разрушение и выдавливание це0 ликов 7 в сторону большей скважины 5 приводит к образованию по контуру выработки щели, минимальная ширина которой равна диаметру меньших скважин. Полученная щель 6 по контуру 3 выработки способствует

5 упругому восстановлению, снятию напряжений и дегазации породы внутри контура 3 выработки 1, т.е. ликвидации двух основных факторов (напряженности и газоносно- сти),°инициирующих выброс породы и газа.

0В дальнейшем проведение выработки 1

осуществляют обычным способом в следую- щей последовательности: заряжание шпуров 2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки 1, взрывание и провет5 ривание забоя, погрузка взорванной породы, крепление выработки, настилка пути и устройство канавки.

Длина скважин 4 и 5 для создания разгрузочной оконтуривающей щели 6 всегда

0 должна быть на 0,5 м больше длины шпуров 2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки 1,т.е. неснижаемое опережение оконтуривающей щели 6 должно быть не менее 0,5 м.

5Формула изобретения

1. Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении выработок, включающий бурение скважин по контуру выработки для формирования разгрузоч0 ной, оконтуривающей щели, нагнетание в них рабочих агентов и формирование щели, бурение шпуров из выработки, их заряжание и взрывание, отличающийся тем, чго, с целью снижения трудозатрат, предот5 вращения выбросов при одновременном повышении скорости проведения выработки, указанные скважины по контуру выработки бурят поочередно различным диаметром, причем отношение диаметра большей скважины к диаметру меньшей

скважины задают в пределах 1,5-2, в качестве рабочего агента используют невзрывчатую расширяющуюся смесь, заполняют расширяющейся смесью скважины меньшего диаметра, а скважины большего диаметра оставляют свободными, невзрывчатую смесь выдерживают в скважине до разрушения породного целика между скважинами и образования щели по контуру выработки, затем заряжают взрывчатым веществом шпуры внутри контура выработки и взрывают их.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что расстояние I между центрами смежных скважин по контуру выработки определяют по зависимости

0

i di ZJ4 f L di +d2

- -2TacpT - где Р - удельное давление, создаваемое невзрывчатой расширяющейся смесью ;

di - диаметр скважин, предназначенных для заполнения расширяющейся смесью;

у- плотность горных пород:

Н -- глубина расположения выработки;

А- коэффициент бокового отпора пород; f роде;

коэффициент трения породы по по

(°ср ) предел прочности породы на срез;

d2 - диаметр незаполняемой (свободной) скважины.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при проведении подземных горных выработок (ГВ) по выбросо- опасным породам. Цель изобретения - снижение трудозатрат, повышение скорости проведения ГВ и эффективности способа. Сущность способа заключается в разгрузке внутриконтурного сечения ГВ от напряжений и частичной дегазации пород в контуре ГЕ. По контуру ГВ бурят скважины поочередно большим и меньшим диаметрэми. В контуре ГВ бурят шпуры для размещения в них зарядов ВВ. Контурные скважины (С) большого диаметра относятся к меньшим диаметрам, как 1,5-2. В С меньшего диаметра нагнетают невзрывчатую расширяющуюся смесь, например НРС-1, и выдерживают до разрушения породного целика между С и формирования разгрузочной оконтуриваю- щей щели. При этом С большего диаметра оставляют свободными. Расстояние между центрами С определяют по зависимости 1 (Pdi- yHAf):(2 Iffcpl ) + (di + d2):2, где I - расстояние между центрами смежных С1 Р - удельное давление, создаваемое расширяющейся смесью di - диаметр С. предназначенных для заполнения расширяющейся смесью; у- плотность горных пород; Н - глубина расположения ГВ; А - коэффициент трения породы по породе; I fTCp I - предел прочности породы на срез, &2 диаметр незаполняемой С. После формирования щели на контуре ГВ производят заряжание шпуров внутри ее контура и их взрывание 1 з.п. ф-лы. 2 ил. fe vj О Ю CJ 00

ы

9иП

Составитель Б. Терентьев Редактор Н. Кобылянская Техред М.МоргенталКорректор Н Ревская

4

9иП

Н Ревс