Способ проведения выработки по выбросоопасным пластам Советский патент 1980 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении горных работ на выбросоопасных пластах. Известен способ предупреждения газодинамических явлений путем бурения дегазационных шпуров в кровле выработок непосредствегшо в процессе выемки полезного ископаемого гфоходческими комбайнами l. Однако эффективность дегазационного бурения для предотвращения внезапного выброса этим способом невысокая. Известен способ ограничения скорости подвигания забоя с целью обеспечения более полного дренирования газа из массива горных пород 2. Недостатком способа является ограни- jg чение сксфости проходки вьфаботок по всему пласту, вне зависимости от действительной выбрососятасностя его участков и зон. па ра в ют м до ки ны бр Цель изобретения - повышение безо- ности и производительности горных от. Указанная цель достигается тем, что ыбросоопасном пласте устанавливавыбросоопасные зоны, определяют вреснижения величины выбросоопасности безопасного уровня и скорость проходограничивают только в выбросоопас- зонах по формуле 2е.-е. - ,, - расстояние от буровой установки до рабочего места машиниста комбайна, см; 2 - расстояние между шнурами, задаваемое паспортом проходки (3 - м i - время снижения величины выбросоопасности до беаопасного уровня, с. Причем время снижения величины высоопасности определяют по формуле. 7501О7 TO,04l 6pVh ,o,Wl6p.eОО Фр 3 ОД51брГЬ .«.Q-r где Л ГП-р/ Рд,1- постоявшая среды, с/ат , m - пористость; U - коэффицненгг Вязкост 1сП| К - коэффициент про1шцаемости, t P(-j, атмосферное давлешю, ат| Q - фшштр анионная характеристика среды, ат /cMj - радиус шпура, CMJ предел прочности породы гфи растяжении, кг/см j расстояние от котура ли выработки до газоносного слоя, см; полупролет выработю г, см| S - величина выбросоопасности. Вместе с тем, велкчину выбросоопаснести определяют по формуле S.2aiL APc/4V)l (Spl-t где р - давление газа в загерм гизированной части черекз время, равное t после герметизалии, ат -время, прошедшее после г-ерметизации до начшта производст-ва измepeJiия дав- ле1шя, с. Способ осуществляют следующим образом. Определение величины выбросоопасности nqpOM кровли и контроль за ее снмже- Q кием производится способом прогнозирования выбросоопасности, в основу которого полол ено определение давления газа в массиве (а значит и выбросоопасности, так как на калийных месторождениях 45 выбросоопасность определяется в основном давлением природных газов) по скорости нарастшщя давления газа в загерметизировшшой части дегазацио1п ого шпура.50 Величина выбросоопасности определяется вьфажением р Prf где Р - давление газа в породах кровли, определяемое по скорости изменения давле1шя газа в загерметизированной части шпур л, ат, т,е„ P.UiAPo/At.),(2) где газ где Г( мас про соо есл или исс сню ног ем t -2п где от Ма ная давление газа в загерметизированной части шпура через время, равное t после герметизашш, ат. - критическое давление газа, способное вььзвать газодинамическое явление, аТо свою очередь, критическое давление определяется выражением .У i - коэффициент , определяемый размерностью входящих в формулу величин; так как его величина близка к единице, в дальнейшем в pacieoiax коэффициент опускается;- предел прочности породы при растяжении, кг/см j - расстояние от контура кровли вьфаботки до газоносного слоя, см; з - полупролет выработки, см. к видно из выражения (1), область ва, прилегающая к шпуру, в котором водится определение величины выбросности, считается выбросоопасной, 5 J(4) с учетом выражений (2) и (З), 2o((uPc/ui)l S-- .. - Д ts.lb еоретическими и экспериментальными дованиями - х гановлено, что время ения выбросоопасности до безопасприближения определяется выражени10,041 , ,(г, o.zsldpl hS l V6 ,-(-), (6) nVjJ/K-f j-G- постоянная среды, с/ат , пористость; коэф(:11ициент вязкости, сП; коэффициент проницаемости,) ; фильтрационная характеристика средь(, так называемый начальный градиент, ат /см; радиус шпура, см. сли через Е. обозначить расстояние уровой установки до рабочего места ниста комбайна, то максимальскорость гфодвигания забоя У„

5

g Ы)1бросоопасных зонах должна быть ограничена величиной, определяемой вьф 1жвт1ем

V4

см/с (7)

21

где а - расстояние между шпурами, задаваемое паспортом проходки

( е ).

см;

i - время снижения выбросоопасности до безопасного уровня, определяемое из формулы (б).

Параметры, входящие в уравнения (б) и (7), определяются для подготовленного к отработке участка пласта заранее. В процессе проходки очистных и подготовительных выработок непосред0107

ствешю в забое ведется контроль выбросоопасносности пород кровли. При вскрытии выбросоопасной зоны скорость дальнейшей проходки ограншивают в соот ветствкн с выражением (7). После пересечения вьфаботкой выбросоопасной зоны скорость проходки увеличивают до обычных величин.

Величина Vry может быть заранее зата 10 булироваиа для различных горногеологи4ecKjix условий и различных п аметров систем разработки

В табл1{Цб в качестве примера npimeдены результаты расчета максимально S возможной по условиям безопасности скорости проходки вьфаботки в выбросоопасных зонах с различной велич1шой выбросоопасности.

10

320

Комбайн типа

В процессе отработки выбросоопаскооных калийных пластов проходческо-очист ными комбайнами непосредственно в забое ведется кокгроль за выбрососжасностью пород кровли выработок, В случае вскрытия забоем выбросоопасной зоны применяется спешгальное защитное дегазационное бурение шпуров в породах кровли.

г5

00 -1775.10 сП 2

243,2

К 106,5

о т-0,01 О,56

10 G -1 ат /см е -2,0 м

Пример. На пласте АБ Верхне- камского месторождения вскрыта выбро- coonacimH область с величиной выбросоопасности около пяти . Огработка пласта произведена комбайном ПК-8 1ФИ пролете выработки 32О см. Исходя из геологического строения,установлено, что наиболее газоносный слой пород рас77положен на расстояшй h 100 см от к тура кровли выработки. Средняя зел5иил.а начального х аднента на этом участке равна G 1,0 ат /см, коэффжшент проroniaeмости К 10 D, коэ(|)фициент пористости m 0,01, предел прочнос-тн па роды при растяжении 6 р 10 кг/см Я На комбайзю ГЖ-8 буровая установка расположена на расстояшди Р рп 2ОО см от рабочего места машиниста сомбайна, По.сле вс1фытия выбросоопасной с комбайна произведено защитное дегазащюнное бурение с расстоянием .д шпурами 2з я 20 см. Скорость далыюйшей проходки огран 1чи1 ается в соответствии с формулой (7). Вел1гч1шу безопасной скорости находят из таблицы с учетом конкретных гор ногеологических уаловий Как видно из табл1щы, в данном слу чае скорость проходки в выбросоопас- ной области должна быть не выше 6,5 СМ/МИШ Через 20 см проходки с этой скоростью бурят следующий защитный дегазаяиошгый шпур, определяют величину выбросоопасности и в COOT BIST-ствии с ней ограничивают скоросггь про™ ходки выработки на отрезке до следующего защитного дегазацио1шогх шпура и т.д. Ограничешш скорост-и проходки снимают при достижеиш области с в&пичиной выбросоопасности меньшей едингодь т.е. не опасной по газодинаMinecraiM яв лениям. Сяытно-промышленная алробация способа проведения вьфаботки по выбросоопасным калийньп пластам также выпол нена в условиях пласта АБ Верхлэкамс-г кого месторожде1шя, Ощеночное сравнедше предлагаемого способа с ш5вест1Ш1ми способами проХОД1СИ выработок с постоянным ограниче ем скорости продвигания забоя пок ьзываеТ что применегше способа проведени:я выра ботки по выбросоопасным иластакт дает повышение производительности труда при мерно в 2,7 раза, Формула изобретения 1. Способ проводеюш вырабогкл по выбросоопасным пластам, заключающийся в буренш дегйзационных щпуров в кровле вьфаботок в процессе Bbiej itH по лезного ископаемого проходческими ком eaftaaN-ra с одновременнь М orpaHifieHHeM скорости подвигагош забоя, о т л и и и с я тем, что, с цапью повыезопаса остд и про1шводительрных pa6oTi в выбросоопасном еганавлнвают выбросоопасшле ределяют время снижеп ш велибросоопасности до беа-эпасного скорость проходки ограничилько 3 выбросоопасаых зонах уле - , с м/с . -расстояние от- буровой устшювтш до рабочего места машиниста комбайна, см| - раа;тоян -ю шпурами, зддаваемое паспортом прсходки (ЕЗ РМ см| -время снюкения зегаштсы выбросоопасности до безопасного утровня, с. особ поп. J-J т л и ч а ю гд и ем, что время снюхе)а-ш вега-гчины пасностк опоедел пот по форксуле 0,.., б, Л1:,,-С постояинал сродь ; ПОрИС-TCClbJ коэф(}:ШЩ1ент вязкости, cFIj к - коэфс1)1щиент пронипае-мости, D J атМосферное дав,аеш1е, ат; филь ралдонная характеристика среды S a-rVcMi г радиус , см| йр предел прочности породы при растяжении, кг/см , Ул - расстояние ст контзтэа кровли выработки до газоносного аяоя. см: , - полупролет выработки см| в - величина выбросоопаснос-гИа пособ по пп 1, 2 J отличася тем, что вел$гчину выброости опред&ляют по формуле aa(f(uPeAt) ; tspl- h давление газа в Загерметизированной части шпура через время, равное t после герметиз здии, ат время, прошедшее после герметизации шпура до качала производства измерения давле шя, с.

975010710

Источники информации,лкйных рудниках. Минск, Полымя,

хфиЬштый во внимание при экспертизе1974 с. 195.

намические явления на Солигорскнх ка- g и газа, М., Недра, 1973, с. 162-170

2. Карагодин Л. Н. и др. Способы