Способ разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для выемки крутых пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Известен способ разработки весьма тонких крутых пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, который предполагает проведение полевых штреков, оконтуривание выемочного столба скважинами, пробуренными от вентиляционного до транспортного горизонтов, проведение квершлага с полевых транспортных штреков к середине столба с оставлением породной пробки, через которую на всю мощность пласта бурят шпуры и производят сотряса- тельное взрывание и последующую выемку угля.

Известен также способ разработки угольных пластов, склонных к внезапным

выбросам угля и газа, включающий поведение полевых штреков, вскрывающих выработок с полевых транспортных штреков к середине столба с оставлением породной пробки, бурение через нее на всю мощность пласта шпуров, их заряжание и взрывание в режиме сотрясательного взрывания и бурение, оконтуривающих выемочный столб, скважин на всю высоту этажа, которые бурят под углом к вертикальной плоскости и заряжают эти скважины распределенным зарядом взрывчатого вещества, а из забоя вскрывающей выработки дополнительно бурят направляющую скважину, и заряжают ее распределенным зарядом взрывчатого вещества, при этом сотрясательное взрывание производят вначале в забое вскрывающей выработки, а затем с замедлением в направляющей и оконтуривающих скважинах.

VI 00 О

§

ю

Однако известный способ имеет большие затраты на бурение оконтуривающих скважин на всю высоту этажа и на их заряжание, при этом не гарантируется выемка расчетного объема угля, так как оконтурива- ющие скважины на границе между выемрчными блоками не обеспечивают создание выбрбсобезрпасн сти зоны, а их взрывание способствует развитию выброса за пределы .выемочного блока., :,

Цель изобретения -снижение затрат на выемку угля и управление Количеством вы- бро шенного угля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, включающему проведение вскрывающих выработок, бурение скважин через пбродную пробку, заряжание их взрывча;ть|м веществом и его взрывание, бурение оконтуривающих скважин, в оконтуриваю- .щие скважины нагнетают водный раствор поверхностно-активного вещества в режиме гйдрорыхленил, причем оконтуриваю- щйе скважины бурят с наклоном, в сторону вскрывающей выработки под углом 35°

-arccos -(}- . и.закладывают одну от дру-

гой на расстоянии. ... - , - . .-.

; -, UB -Зкв /У-

р (Lrop -Ьтред.ц) Кизвл.

. М,

где /3- угол между оконтуривающей скйажиной и линией падения пласта, град; а-угол падения пласта, град;

- расстояние между оконтуриваю- щйми скважинами, м; .

LKB-длина вскрывающей выработки, м;

мм

,2.

SKB - сечение вскрывающей выработки,

. - О

у- объемная масса 1 м выброшенного угля, т/м3; ; -;, -- : т-мощность Пласта, м; р- объемная масса 1 м3угля в пласте,

Т/М3; ;-. Л. :.-;.

Lrop-наклонная высота горизонта, м;

ред.ц. -размер целика, м;

Кизвл. - коэффициент извлечения угля при предлагаемом способе;

На фиг. 1 представлена схема проведения вскрывающих выработок и расположения скважин.

Изобретение осуществляют следующим образом. На верхнем горизонте проводят вентиляционный штрек 1 и на нижнем горизонте проводят вначале откаточный штрек 2, а затем из него вскрывающий квершлаг 3, который не доводят до пласта 4, с

таки расчетом, чтобы между забоем квершлага 3 и пластом 4 оставалась породная пробка 5. Через породную пробку 5 бурят вскрывающие скважины 6 на пласт 4 и заряжают их взрывчатым веществом, вентиляционного штрека 1 бурят скважину 7 в направлении по падению пласта 4 и заряжают ее рассредоточенным зарядом взрывчатого вещества 8. В почве вентиляционного штрека 1 по пласту 4 на границах выемочного блока бурят оконтуривающйе скважины 9 с наклоном в сторону вскрывающего кверш- ; осо .

лага 3.под углом Д- arccos -g- и закладывают одну от другой на расстоянии LKB SKB у

Н-2

, м,

р (Lrop-L-лред.ц.) Кизвл.

/ где ft- угол между оконтуривающей скважиной и линией падения пласта, град; а- угол падения пласта, град;

Н-2 - расстояние между оконтуриваю- щими скважинами, м;

Us - длина вскрывающей выработки, м;

SKB - сечение вскрывающей выработки,

0

5

0

.

-„

-

у-объемная масса 1 м выброшенного угля, т/м3;

m - мощность пласта, м; р- объемная масса 1 м угля в пласте, т/м3;

Lrop-наклонная высота горизонта, м;

Lnpefl.u- - размер целика, м;

Кизвл. - коэффициент извлечения угля при предлагаемом способе.

Оконтуривающйе скважины 9,не доводят до уровня откаточного горизонта на длину радиуса влияния, оборудуют нагнетающим ставом и герметизатором м затем в них нагнетают раствор поверхностно-активного вещества в режиме гидрорыхления. Благодаря этому вокруг каждой оконтуривающей скважины 9 создают зону 10 с невыбросоо- пасным углем. После этого взрывают взрывчатое вещество: вначале во вскрывающих скважинах 6 и с замедлением в скважине 7. Взрыв провоцирует выброс угля из полости 11 во внутреннее пространство вскрывающего квершлага 3, а зоны 10 предотвращают развитие выброса за границы выемочного блока и способствуют извлечению из полости выброса 11 всего разрушенного угля, так как границы зоны 10 ориентированы в пространстве под углом, который позволяет разрушенному углу свободно скатываться вниз к вскрывающему квершлагу 3. После завершения выброса разрушенный уголь погрузочной машиной вынимают из квершлага 3.

Пример. Заданы следующие условия: угол падения пласта а 50°; длина вскрывающей выработки м; сечение вскрывающей выработки ,2 м2; объ- емная масса 1 м выброшенного угля ,0 т/м3; мощность пласта ,9 м; объемная масса 1 м угля в пласте р 1,35 т/м3 ;на: клонная высота горизонта м; размер целика .ц.0, коэффициент извлечения угля КИзвл 0,35. В этом случае оконтуривающие скважины наклоняют в сторону вскрывающей выработки под углом

35° / arccos - 45° и закладывают их

50°

одна от другой на расстоянии

. 100X11,2X1,0

2 0,9 X 1,35 X (130-0,15X130) Х0,35 24 м.

Таким образом, снижаются затраты на выемку угля за счет уменьшения длины оконтури- вающих скважин и замены их взрывания на нагнетание в них водного раствора поверхностно-активного вещества, а также осуще- ствляется управление количеством выброшенного угля за счет создания, нагнетанием водного раствора поверхностно-активного вещества, не выбросоопасных зон на границах выемочного блока и расчета оптимальных параметров выемочного блока 11-2 и / ,

. Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

Способ разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, включаю- gg

0

5

щий проведение вскрывающих выработок, бурение скважин через породную породу, заряжание их взрывчатым веществом и его взрывание, бурение оконтуривающих скважин, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на выемку угля и управления количеством выброшенного угля, в оконтуривающие скважины нагнетают водный раствор поверхностно-активного вещества в режиме гидрорыхления, причем оконтуривающие скважины бурят с наклоном в сторону вскрывающей выработки под углом / arccos 35/аи закладывают одну от другой, на расстоянии

ll-2$

UB Sxd У

Р С Uop 1-пред.ц) Кизол.

м,

где ft - угол между оконтуривэющей скважиной и линией падения пласта, град; а-угол падения пласта, град;

И-2 - расстояние между оконтуриэаю- щими скважинами, м;

длина вскрывающей выработки, м;

SKB - сечение вскрывающей выработки, м2;

у- объемна я масса 1 м3 выброшенного1 угля, т/м3;

m - мощность пласта, м;

р объемная масса угля в пласте, т/м3;

Цор - наклонная высота горизонта, м; ифед.ц.-размер целика, м; Кизвл. - коэффициент извлечения угля - при предлагаемом способе.

ff

Использование: горная промышленность, выемка крутых пластов. Сущность изобретения: для выемки угля проводят вентиляционный и откаточный (1 и 2) штреки и вскрывающий квершлаг (3). Формируют породную пробку (5), Через нее бурят вскрыва- ющие скважины (6) и заряжают из взрывчатым веществом. Из штрека (1) бурят скважину (7). Заряжают ее рассредоточенным зарядом В В (8). По границам выемочно- го блока бурят оконтуривающие скважины (9) с наклоном в(г сторону квершлага (3). В них нагнетают ПАВ в режиме гидрорыхления и создают зоны (10) с невыбросоопас- ным углем. Взрывают скважины (6) и с замедлением скважину (7) и инициируют выброс угля из полости (11) в рабочее пространство квершлага (3). 1 ил. w ё

I

.

,

/

/

У

7

/I

/

/ b

/

/

/

s в