Способ защиты угольного пласта от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа

Способ защиты угольного пласта от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ОТ ГОРНЫХ УДАРОВ И ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, включающий разработку защитного пласта, бурение по породам скважин, образование в породах в конце скважин щели, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и эффективности горных работ путем увеличения глубины распространения защитного действия в почве или кровле отрабатываемого пласта, определяют глубину защитного действия пласта, скважины бурят до межслоевых контактов пород междупластья, их герметизируют, вокруг каждой скважины вдоль плоскости межслоевого контакта в обе стороны от скважины разделывают щель и производят нагнетание в нее воды, при этом работы по бурению скважин, их герметизации, обраi зованию щели и нагнетанию воды проводят одновременно не менее чем в двух се (Л чениях. ел СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1075009 А

> 1)E 2I F 500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 АТг.ИЖО. 1 Я

ТИ(НИ ) ЖА)1

LNMatTEKA

Ю

Сл ()

1) с©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3522809/22-03 (22) 16.12.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) В. П. Кузнецов, В. С. Сидоров, И. А. Фельдман и Н. А. Филиппов (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.832 (088.8) (56) 1. Чернов О. И., Розанцев Е. С. Подготовка шахтных полей с газовыбрасоопасными пластами. М., «Недра», 1975, с. 134154.

2. Авторское свидетельство СССР № 817259, кл. Е 21 С 41/04, 1979 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГОЛЬНОГО

ПЛАСТА ОТ ГОРНЪ|Х УДАРОВ И ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, включающий разработку защитного пласта, бурение по породам скважин, образование в породах в конце скважин щели, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и эффективности горных работ путем увеличения глубины распространения защитного действия в почве или кровле отрабатываемого пласта, определяют глубину защитного действия пласта, скважины бурят до межслоевых контактов пород междупластья, их герметизируют, вокруг каждой скважины вдоль плоскости межслоевого контакта в обе стороны от скважины разделывают щель и производят нагнетание в нее воды, при этом работы по бурению скважин, их герметизации, образованию щели и нагнетанию воды проводят одновременно не менее чем в двух сечениях.

1075009

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа и горным ударам для снижения горного давления в массиве горных пород.

Известен способ предотвращения внезапных выбросов, включающий отработку

На чертеже приведена схема реализации способа. На схеме обозначены защитный пласт 1, граница 2 защитной зоны до применения способа, защищаемый пласт 3, откаточный 4, вентиляционный 5 и промежуточный штрек 6, и контактная плоскость

7 между слоями горных пород, граница 8 защитной зоны после применения способа.

Наиболее близким к изобретению по тех.15

40

55 защитного пласта, увлажнение защищаемого пласта и его отработку (1).

Недостатком способа является то, что его использование не позволяет снизить нормальные к напластованию напряжения до безопасных величин. нической сущности и получаемому результату является способ, включающий разработку защитного пласта, бурение по породам скважин, образование в породах в конце скважин щели, при этом щели образуют буровзрывным способом ниже откаточного штрека подрабатываемого пласта на расстоянии от пласта, равном 2-5 м (2) .

Недостатком известного способа является то, что при выемке защитного пласта и образовании щелей создаются две свободные поверхности. При этом массив горных пород, заключенный между этими плоскостями, переходит в сложное неоднородное напряженное состояние и происходит не расширение защищенной зоны в сторону пород кровли защитного пласта, а увеличение угла защиты, т. е. решается задача защиты только нижней части этажа вышележащего опасного пласта. Кроме того, операции, включенные в способ, являются сложными, трудоемкими и дорогостоящими, так как создание зоны дробления и трещиноватости на всей протяженности выемочного участка требует бурения сплошного фронта скважин с минимальной шириной породных перемычек между ними.

Цель изобретения — повышение безопасности и эффективности горных работ путем увеличения глубины распространения защитного действия в почве или кровле отрабатываемого пласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему разработку защитного пласта, бурение по породам скважин, образование в породах в конце скважин щели, определяют глубину защитного действия пласта, скважины бурят до межслоевых контактов пород междупластья, их герметизируют, вокруг каждой скважины вдоль плоскости межслоевого контакта в обе стороны от скважины разделывают щель и производят нагнетание воды, при этом работы по бурению скважин, их герметизации, образованию щели и нагнетанию воды проводят одновременно не менее, чем в двух сечениях.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала в пределах данного горизонта отрабатывается защитный пласт 1. При этом в надработанном массиве образуется зона, защищенная от горных ударов и внезапных выбросов угля и газа, граница которой обозначена 2. Защищаемый пласт 3 не входит в зону 2. Для того, чтобы обеспечить пласт 3 защитой, из подготовительных выработок защитного и защищаемого пласта, например, из откаточного 4 и вентиляционного 5 штреков пласта 1 и из промежуточного б штрека пласта 3 в разгруженных надработкой породах междупластья пробуривают скважины до одного или нескольких ослабленных контактов между соседними слоями этих пород, например, до контакта 7. Скважины герметизируют на всю длину за вычетом половины мощности того из двух породных слоев, образующих данный межслоевой контакт, который ближе к той подготовительной выработке, из которой пробурена скважина.

Для герметизации могут применяться цементно-песчаный раствор, механические, гидравлические и пневматические герметизирующие устройства. Затем вокруг забоя каждой скважины по плоскости межслоевого контакта разделывают щель, например, пескоструйным аппаратом. После этого через образовавшуюся щель вдоль плоскости контакта производят нагнетание воды (движение воды вдоль контакта условно обозначено стерелками) . Затем аналогичные работы по бурению, герметизации скважин, разделыванию щели и нагнетанию воды производят в соседнем сечении совмещения во времени работы не менее, чем двух сечениях. Расстояние между соседними сечениями не должно быть меньше 40 м. Указанные работы ведут по мере подвигания очистного забоя защитного пласта по простиранию до конца выемочного участка.

Расстояние по простиранию между очистным забоем и ближайшей к нему скважиной для нагнетания воды (т. е. отставание работы по нагнетанию воды от фронта очистных работ) должно быть не меньше расстояния по нормали к напластованию между почвой защитного пласта и тем межслоевым контактом, в который из данной скважины поступает вода. После отработки пласта граница защитной зоны переме1075009

Составитель Г. Васючкова

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 224 30 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шается в положение, показанное позицией

8 (фиг. 1). В заключение производят безопасную отработку защищаемого пласта 3 в пределах данного горизонта.

Способ обеспечивает увеличение размера защищенной зоны, при этом нормальные к напластованию напряжения, действующие в надработанных породах, изменяются по криволинейному закону от нуля на почве очистной выработки защитного пласта до максимального значения характеризующего исходный уровень напряжений (существовавший до отработки защитного пласта), на некотором удалении от пласта.

Преимущество способа состоит в том, что его применение позволяет обеспечить защиту всего разрабатываемого этажа на пласте, находящемся за пределом дальности защитного действия, которая регламентируется существующими инструкциями, а нагнетание воды, проводимое в зоне разгрузки, происходит без затруднений и не требует сложного оборудования, что приводит к экономии средств, затрачиваемых на проведение способа.