Способ вибрационно-скважинного воздействия на массив для снижения выбросоопасности Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для предотвращения выбросов угля и газа при разработке особовыбросоопасных и еыбро- соопасных угольных пластов, склонных к об- рушаемости.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности и безопасности работ по снижению выбросоопасности путем уточнения параметров двухстадийной виброобработки горного массива и контроля эффективности снижения выбросоопасности о забоях подготовительных выработок.

Это достигается тем, что в способе бурят виброскважины во вмещающих пласт породах при уровне начальной скорости газовыделения из контрольного шпура, пробуренного в призабрйной части пласта, более 10 л/мин. В эти скважины устанавливают виброисточники и осуществляют в течение 0,5 ч виброобработку вмещающих пласт пород. Затем осуществляют виброобработку в угольном массиве, при этом скважины бурят на расстоянии друг от друга, не превышающем двух радиусов зоны эффективного вибровоздействия из них. Значения параметров вибровоздействия применяют в диапазонах, как это показано в таблице,

Для контроля за работой виброисточника в способе предусмотрена установка вибродатчиков с дистанционным контролем, а для контроля за состоянием выбросоопасности по начальной скорости газовыделения бурят дополнительный контрольный шпур в средине угольного забоя. После выполнения способа выемку угля в забое осуществляют не реже, чем через 0,5.часа после снижения выбросоопасности горного массива и концентрации метана в забое менее 1%. .

Способ осуществляется следующим образом.

Выработка проводится по особовыбро- соопасному крутому угольному пласту. Ю 00 СЛ

ю

Јь

воначально в забое выработки осуществляют разметку скважин, определяют углы, их наклона. Непосредственно способ выполняется так. Первоначально определяют степень выбросоопасности угольного массива и необходимость выполнения двухстадийной выработки. Если выработка проводится по выбросоопасному угольному пласту в зоне ПГД {повышенного горного давления) или по нарушенному участку пласта, сразу будем считать, что выработка проводится по особов.ыбросоопасной зоне, и необходим применение двухстадийной виброобработки. Если зоны нарушения или ПГД нет, то выполняют прогноз выбросоопасности пласта, осуществляя поинтервальное измерение начальной скорости газовыделения из шпуров с помощью прибора типа ПГ-2м и шахтного газового затвора типа ЗГ-1. При фиксации максимального значения уровня начальной скорости газовыделения более 10 л/мин, то также необходима двухстадий- ная виброобработка. При этом виброобработку первоначально осуществляют посредством скважин, буримых во вмещающих пласт породах, а затем во второй ста- дии виброобработку осуществляют в угольном пласте. Для чего вначале бурят скважины во вмещающих пласт породах, причем расстояние от этих скважин до пласта принимается не более 0,2 м. Виброобработку пласта с помощью этих скважин осуществляют в течение 0,5 ч. Затем осуществляют бурение скважин из забоя выработки по угольному пласту. Скважины бурят вначале 0 42 мм, глубиной 3,5 м, а после чего осуществляют их разбурйвание в той же последовательности. Разбурйвание осуществляют до глубины 2,5 м. В соответствии с данными таблицы принимают параметры вибровоздействия.

Пусть радиус зоны эффективного вибровоздействия будет 0,6 м. Тогда, при ширине выработки 4 м бурят четыре скважины по пласту. Параметры вибровоздействия приг нимаем такие: диаметр виброскважины - 80 мм; частота - 50-120 Гц, расчетная амплитуда вибрации 0,7-1,2 мм и время воздействия 1ч.

Указанные параметры вибровоздействия могут быть осуществлены скважинным .пневмовибратором типа ПВП.0 80 мм, конструкции ИПГМ АН УССР. На средние вибраторы устанавливают вибродатчики с пультом управления, вынесенными из забоя на расстояние порядка 50-100 м. Вибраторы подключают к пневмоеети. После включения виброисточников рабочие, осуществляющие выполнение способа, удаляются в специально оборудованные места с

пунктами жизнеобеспечения (ПСА, ПСПМ или отводами сжатого воздуха), которые должны располагаться на расстоянии порядка 100 м от забоя выработки, Воздействне на уголь.юсущёствляется.в течение 1 ч. После виброобработки угля осуществляется контроль газовой обстановки и при снижении концентрации-метана в исходя- щей струе выработки менее 1 % и при отсутетвии предупредительных признаков газодинамического явления осуществляют осмотр забоя. Причем, работы, связанные с воздействием на уголь в виброобработан- ной зоне, допускаются не ранее, чем через

5 0,5 ч после виброобработки пласта и контроля эффективности.

Контроль эффективности применения вибрационно-скважинного способа осуществляют по динамике начальной скорости

0 газовыделения из контрольных шпуров по методике, изложенной в Инструкции по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа, причем дополнительно в

5 середине забоя бурится еще один третий контрольный шпур. При эффективном контроле вибровоздействия выемка угля осуществляется как в неопасных зонах, например, на отбойный молоток.

0 Предложенный способ снижения выбросоопасности при проведении подготовительных выработок изобретением имеет более высокую эффективность и безопасность. Позволяет существенно снизитьтру5 доемкость выполнения противовыбросного мероприятия за счет уточнения параметров вибровоздействия и повышения надежности осуществления контроля эффективности способа.

0;

Фор мула изобретения 1. Способ вибрационно-скважинного воздействия на массив для снижения выбросоопасности, включающий бурение

5 скважин во вмещающие породы и пласт из забоя подготовительной выработки; установку в них виброисточников, двухстадий- ную виброобработку вмещающих пород и пласта, определение начальной скорости

0 газовыделения, бурение контрольных

шпуров, контроль за состоянием выбросоо. пасности горно.го массива и выемку угля,

отличающийся тем; что, с целью

повышения эффективности и безопасности

5 работ по снижению выбросоопасности путем уточнения параметров двухстадийной виброобработки горного массива и контроля эффективности снижения выбросоопасности в забоях подготовительных выработок, бурение виброскважин во вмещающие пласт породы ведут при уровне начальной скорости газовыделения более Юм/мин, виброобработку вмещающих пород ведут в течение 0,5 ч, после чего ведут виброобработку пласта, при этом скважины бурят на расстоянии одна от другой, не превышающем двух радиусов зоны эффективного вибровоздействия на них, а параметры вибровоздействия на вмещающие породы в пласт принимают о диапазонах, указанных в таблице 1 описания.

2. Способ по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что контроль за состоянием выбросоо- пасности горного массива осуществляют по

0

начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров, причем для контроля эффективности вибровоздействия по середине угольного забоя бурят дополнительный контрольный шпур;

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что для контроля работы виброисточников на них устанавливают вибродатчики с дистанционным контролем.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что выемку угля осуществляют не ранее чем через 0,5 ч после снижения выбросоо- пасности горного массива и концентрации метана в забое менее 1%.

Использование: для повышения эффективности и безопасности работ по снижению выбросоопасности путем уточнения параметров двухстадийной виброобработки горного массива и контроля эффективности снижения выбросоопасности в забоях подготовительных выработок. Сущность изобретения: способ включает бурение скважин во вмещающие породы и пласт, установку в них виброисточников и двухета- дийную виброобработку. В способе установлен критерий необходимости бурения скважин во вмещающие пласт породы и время на виброобработки. Даны диапазоны вибровоздействия на массив и дополнительные средства контроля эффективности вибровоздействия, а при этом выемку угля осуществляют после снижения выбросоопасности горного массива. 3 з.п.ф- лы, 1 табл. (Л С