Способ проведения подготовительной выработки по выбросоопасному угольному пласту Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

1

(21)4860480/03

(22) 17.08.90

(46) 30.09.92. Бюл. №36

(71)Донецкий политехнический институт

(72)И.Л. Черняк, С.А. Ярунин, В,Е. Зайден- варг, С.И. Егоров и О.Ю. Кузьмич

(56)Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М.: Недра, 1977, с. 111-117.

Спицын Ю.Г. и др. Передовые торпедирование пород основной кровли на выбро- соопасном пласте, - Уголь, № 8, 1980, с. 17-21.

(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ПО ВЫБРОСОО- ПАСНОМУ УГОЛЬНОМУ ПЛАСТУ

(57)Использование: изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок по вы- бросоопаснымугольным пластам Сущность

изобретения: по длине выработки периодически формируют области разрушения во вмещающих породах. Перед формированием очередной области разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями стойками крепи, начиная со стороны предыдущей области. После формирования очередной области разрушения величину распора постепенно снижают до нуля в обратной последовательности. Область разрушения формируют позади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования пород на границе зоны влияния забоя. Величину удельного активного распора стоек крепи рассчитывают по формуле P 94-f43,2 R, где Р - удельный активный распор, КПа, R - размер зоны деформирования, м. Активный распор позволяет сгладить резкое изменение напряжений в пласте в момент формирования области разрушения 3 ил.

СП

С

Изобретение относится к горнему делу и может быть использовано при проведении горных выработок по выбросоопасным угольным пластам,

Известен способ проведения подготовительных выработок по выбросоопасным пластам, предусматривающий торпедирование пласта впереди забоя камуфлетным взрыванием зарядов и проходку выработки: отбойку породы в забое и ее транспортировку.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ борьбы с внезапными выбросами угля и газа в очистных забоях, принятый в качестве прототипа. Способ заключается в периодическом формировании областей разрушения в породах основной кровли впереди очистного забоя для уменьшения предельного пролета зависания консолей кровли в выработанном пространстве. Период расположения областей разрушения принимают равным 1/2 предельного пролета консоли кровли Разрушение осуществляют из скважин, буримых из подготовительных выработок в породы кровли вне зоны влияvi о ел J о

ния очистных работ, что связано с предотвращением влияния процесса разрушения пород на изменение напряженного состояния призабойной части пласта. В результате осуществления способа снижаются динамические проявления горного давления на угольных пластах, связанные с обрушением консолей кровли. Это позволяет избежать выбросов угля и газа.

Данный способ для проведения подго- товительных выработок по выбросоопас- ным пластам имеет невысокую эффективность. В отличие от очистного забоя в подготовительной выработке крайне затруднительно формировать разрушение пород кровли впереди забоя за зоной влияния выработки, которая достигает 15-20 м. Это связано с технической трудностью целенаправленного бурения скважин из забоя выработки. Кроме того, данные работы име- ют довольно большую стоимость. Если же формировать разрушение кровли ближе к забою или сзади него, резко снижается надежность способа, поскольку процесс разрушения приводит к резкому изменению напряженного состояния призабойной части пласта, что может спровоцировать выброс,

Вторым моментом, обусловливающим низкую эффективность, является несоответ- ствие размера области разрушения и размера той части вмещающих пород, которые создают динамические изменения напряжений в призабойной части пласта.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в периодиче- ском формировании подлине выработки областей разрушения во вмещающих породах и проходку выработки, перед формированием очередной области разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями, начиная со стороны предыдущей области, причем после формирования очередной области разрушения величину распора постепенно снижают до нуля в обратной последовательности, при этом область разрушения форми- руют сзади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования пород на границе зоны влияния забоя, а величину удельного активного распора рассчитывают по формуле

P 94+43,2R,

где Р - величина удельного активного распора, кПа;

R - размер зоны деформирования пород, м.

Сущность предлагаемого способа заключается в искусственном разрушении вмещающих подготовительную выработку пород при их активном распоре на участке выработки между предыдущей областью разрушения и последующей. Это позволит сгладить резкие изменения напряженного состояния призабойной части пласта в момент разрушения пород. Зону разрушения предлагается формировать на глубину той части вмещающего массива, которая участвует в создании динамических проявлений горного давления в непосредственной близости от проходческого забоя.

На фиг. 1 изображена схема формирования области разрушения и активного распора вмещающих пород; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Изобретение выполняется следующим образом. Выработка 1 производится в слоистом массиве 2 по выбросоопасному пласту 3. На границе зоны влияния забоя (на удалении 15-20 м от забоя) установили границу 4 и размеры зоны деформирования пород в кровле ( м) и почве ( м) выработки. Для этого пользовались методикой глубинных реперов. По плану горных работ для данной выработки или в аналогичных условиях определили величину минимального расстояния между выбросами угля и газа м по длине выработки,

Затем в непосредственной близости от проходческого забоя в плоскости сечения выработки 1 в породы кровли и почвы пробурили шпуры 5 до границы зоны деформирования пород 4.

Осуществляли активный распор вмещающих пород на участке между точкой бурения шпуров 5 и предыдущей областью разрушения 6. Для этого использовали гидростойки 7, которые распирали между верх- няком рамы крепи (не показана) и почвой выработки. Распор осуществляли последовательно, начиная устанавливать гидростойки 7 со стороны предыдущей области 6, и параллельно замеряли высоту выработки- 1 -Н в точке бурения шпуров 5.Гидростойки 7 устанавливали до тех пор, пока имело место изменение величины Н. Затем зарядили шпуры 5 В В и взорвали, после чего начали убирать гидростойки 7 со стороны забоя, постепенно снижая их распор до нуля.

Подобные работы по бурению и взрыванию шпуров, а также распору пород осуществляли через 1/2 м по длине выработки.

Величину удельного активного распора Р определили по предложенной формуле,

исходя из максимального значения размера зоны деформирования (3 м) ,4 кПа. Для того, чтобы обеспечить этот удельный распор, верхняк рамы крепи необходимо рас- жать общим усилием, равным отношению удельного распора к площади кровли (почвы), приходящейся на одну раму. Количество гидростоек под одну раму в сечении выработки (фиг. Б-Б) определили делением общего усилия на активное усилие, развиваемое одной гидростойкой.

Формула изобретения Способ проведения подготовительной выработки по выбросоопасному угольному пласту, заключающийся в периодическом формировании по длине выработки областей разрушения во вмещающих породах и проходке выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед формированием очередной обла0

5

сти разрушения последовательно производят активный распор вмещающих пород на участке между очередной и предыдущей областями разрушения стойками крепи, начиная со стороны предыдущей области, причем после формирования очередной области разрушения величину распора постепенно снижают до нуля в обратной последовательности, при этом область разрушения формируют позади забоя на глубину, равную размеру зоны деформирования пород на границе зоны влияния забоя, а величину удельного активного распора стойки крепи рассчитывают по формуле

P 94+43,2R,

где Р - величина удельного активного распора, КПа;

R - размер зоны деформирования пород, м.

Фиг.1

Фиг. 2

фиг.З