Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при выемке крутых пластов Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов уг ля и газа в шахтах, разрабатывающих тонкие крутые пласты. Известен региональный способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа путем дегазации угольного пла та скважинами, пробуренными из подготовительных выработок. Согласно способу из подготовительной пластовой выработки бурят в плоскости плас та дегазационные скважины на всю высоту этсока по восстанию.. Затем скважины подключаются к вакуумным установкам и производится дегазация угол ного Пласта, целью которой является предотвращение внезапно.го выброса уг ля и газа tl. К недостаткам этого способа относится невозможность во многих случаях дегазации пласта до необходимой степени, поскольку дебит газа в дега зационные скважины выбросоопасных зо весьма невысок при расположении сква жин в неразгруженной от горного давления зоны. Сама же скважина разгружает угольный пласт от горного дав ления лишь по контуру скважины на не значительном удалении от нее (.не.более двух диаметров скважины). Другим существенным недостатком рассматриваемого способа является невозможность применения его при щитовой выемке крутых пластов, поскольку выемка угля ведется в этом случае сверху вниз по падению пласта и скважины, пробуренные по восстанию, очень быстро заштыбовываются мелкими фракциями отбитого угля. Известен способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в подготовительных и очистных выработках образованием разгрузочных пазов. Раз1рузочные пазы в подготовительных выработках ориентируются-вдоль стенок в направлении проведения выработки. Образуются они из кутков забоя.под углом 5-10 к стенке выработки, глубина разгрузочных пазов не превышает 2,5 м, плоскость паза должна быть перпендикулярна к почве кровле) пласта. Каждый цикл выбуриванияразгрузочных пазов сопровождается контролем за эффективностью их применения. Величина отхода за один цикл проходки должна быть такой, чтобы обеспечивалась неснижаемая глубина пазов, равная 1 м. Разгрузочные пазы для предотвращения выбросов в очистном забое потолкоуступной формы образуют в кутке уступа перпендикулярно плоскрсти почва - кровля пласта с дальнейшим определением зоны разгрузки по динамике газовыделения. Глубина этих пазов составляет не более 2,5 м ;И они должны быть расположены на расстоянии не более 0,5 м от кутка забоя Минимальное неснижаемое опережение, равное 0,5 м, допускается для пластов мощностью не более 2 м,. не отнесенных к категории особовыбросоопасных 23.

Недостатками этого способа являются, во-первых, ограниченность зоны разгрузки до 2,5 м из-за ограниченной глубины паза ( указанная глубина паза ограничена из-за стесненных условий в очистной выработке и опасности выбуривания паза на большую глубинУ, во-вторых, предотвращение выбросов только из кутков выработки, т.е из самых выбросоопасных мест, в третьих, необходимость после каждого цикла выбуривания осуществления контроля за эффективностью их применения по динамике газовыделения. Цикличность осуществления данного противовыбросного мероприятия и необходимость контроля эффективности требуют значительных затрат времени, что сдерживает производительность очистных забоев. Кроме того, данный способ имеет ограниченную область применения, так он не может быть применим при щитовой выемке угля на крутых пластах, где выемка ведется сверху вниз по падению пласта.

Цель изобретения - повышение эффективности бпособа за счет разгрузки всего выемочного блока и расширения диапазона применения за счет использования его при щитовой выемке угля по паданию пласта.

Поставленная цель достигается тем что образование пазов производят до начала очистных работ в выемочном блоке из откаточного штрека по восстанию пласга на всю высоту выемочного блока.

При этом первый паз образуют на расстоянии 20-25 м от выработки, оконтуривающей выемочный блок по простиранию, а расстояние меЖду пазами принимают равным 3-5 м.

На фиг. 1 представлена схема разгрузки выемочного блока, вид в плоскости пласта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляют сл:ёдующим образом.

Выемочный блок представляет собой часть угольного пласта, оконтуренного в пространстве тремя подготовительными выработками, проведенными по пласту: откаточным штреком 1, вентиляционным штреком 2 и боковой выработкой 3, оконтуривающей выемочный блок по простиранию.

Протяженность откаточногО и вентиляционного штреков не ограничивается, длину боковой выработки 3, равную высоте этажа, принимают, как обычно, 100-120 м.

Образование пазов 4 и 5 производят заблаговременно, до начала выемочных работ на данном выемочном блоке из откаточного штрека по восстанию пласта на всю высоту выемочного блока.

Научными исследованиями и практическим опытом установлено, что часть выемочного блока, примыкающая к боковой выработке 3, протяженностью 2025 м по простиранию пласта, разгружена от горного давления, в достаточной степени дегазирована и опасности выброса не имеет. Поэтому первый разгрузочный паз 4 образуют на расстоян 25 м от боковой выработки 3, второй паз 5 образуют на расстоянии 3-5 м, преимущественно 4 м, от первого паза 4 и т.д., и далее пазы образуют с шагом в 4 м. При увеличении шага угольный массив выемочного блока в недостаточной степени разгружается от горного давления, а уменьшение шага технически нецелесообразно, так как приводит к увеличению объема работ по образованию пазов.

Ширина пазов - 0,1 м, высота - на всю мощность пласта, при этом плоскость паза ориентируют перпендикулярно почве (кровле пласта.

Пазы образуют гидромонитором с дистанционным управлением следующим образом.

На откаточном штреке 1 устанавливают гидромонитор и дистанционно образуют первый паз 4 шириной 0,1м вверх по восстанию до вентиляционного штрека 2. Перед начетом образования паза 4 людей удаляют за пределы выемочного блока. После.образования первого паза гидромонитор, перемещают по откаточному штреку 1 и образуют следующий паз 5 и так далее.

До границ данного выемочного поля пазы-образуют с шагом 4 м. Ширина паза может помещаться в пределах 0,05-0,2 м и зависит от типа применяемого гидромонитора.

Пределы ширины паза определены из следующих соображений.

При ширине паза менее 0,05 м он обладает недостаточным разгружающим влиянием на выемочный блок, а ширина паэа более 0,2 м технически нецелесообразна, так как приводит к увеличению объема работ по образованию пазов.

После окончания работ по образованию пазов для данного выемочного блока, приступают к выемке угля в блоке, а образование пазов производят далее до границ данного выемочного поля одновременно с выемкой угля в разгруженном от горного давления выемочном блоке. Производить контроль эффектнаности.при применении предлагаемого способа нет необходимости. Использование предлагаемого ciioco ба предотвращения внезапных выбросов угля и гаэл при разработке тонких рутах пластов обеспечивает по сравне йию с известным способом возможность образования безопасной зоны разгрузки для всего выемочного блока в целом При этом исключаются частые и ограниченные в пространстве претивовыброс ные мероприятия.,Так, например, при использовании известного спосооа для безопасной обработки выемочного блока размером по простиранию 50 м необходимо 30-33 раза образовывать короткие (.до. 2,5 м7 разгрузочные пазы и столько же раз осуществлять контроль эффективности по динамике газовыделения из шпура. Учитывая, что на одно такое мероприятие задалживается 6 ч, для .всего выемочного блока затраты времени составляют 180-200 ч. Что значительно снижает нагрузку на очист ной забой. Учитывая, что для проведения противовыбросных мероприятий каждый раз задгшживается 6-7 человек-:тру дозатраты для всего выемочного блока составляют около 230 человекосмен Применение предлагаемого способа позволяет работы по образованию пазов вести одновременно с выемкой угля в уже подготовленных выемочных блоках, что исключает потери времени и приостановку работ по выемке, как это имеет место в известном способе, где работы по осуществлению противовыбросных мероприятий и по выемке угля ведутся последовательно во времени. Предлагаемый способ предотвращения внезапных выбросов является единствен но возможным При щитовой выемке крутых пластов, так как направление выемки угля при этом ведется по падению пласта, а известный способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа применим только в случае направления выемки угля по простиранию , т.е. в потолкоуступных лавах. Разгрузочные пазы, дегазируя выемочный блок не только предотвращают внезапные выбросы, но и снижают метанообильность выработок при велении работ по добыче угля и, тем самым, дают возможность повысить нагрузку на очистной забой по газовому фактору. Предлагаемый способ обладает большим уровнем безопасности при его использовании, поскольку образование пазов производится дистанционно управляемыми ги/;ромо ни торами без присутствия людей. Поэтсэму исключается возможность травмирования людей при происшествии внезапного выброса в процессе образования пазов. Фоомула изобретения 1.Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при выемке крутых пластов, включсишдай создание разгрузочных зон в выемочном блоке угольного пласта путем образования паза в пласте угля впереди очистного забоя на всю мощность пласта с рриентированкем плоскости паза перпендикулярно почве {.кровле) пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет разгрузки всего выемочного блока и расширения диапазона применения за счет использования его при щитовой выемке угля по падению пласта, образование пазов производят до начала очистных работ в выемочном блоке из откаточного-штрека-по восстанию пласта на всю высоту выемочного блока. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый паз образуют на расстоянии м от выработки, оконТуривающей выемочный блок по простиранию, а расстояние между пазами принимают равным 3-5.м. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонным к внезапным выбросам угля, породы и газа. М,, Недра, 1977, с. 48. 2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным шлбросЭМ угля, породы и газа. М., Недра, с. 81-82 (прототип).

у

7

о о

О О

о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

о о о о о о

о Q о

Xi

х;

/tK/xflC/yfH/rx::

5

,/

фиг. 1