Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при выемке крутых пластов

Способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа при выемке крутых пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскиз

Социалистически к

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ «881349 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву— (22) Заявлено 030180 (21) 2861338/22-03 (5 ® К„з

E 21 F 5/00 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликоваио 151181. Б«оллетеиь 42 (53) УДК 622. 817 (088. 8) Дата опубликования описания 1611.81 (72) Авторы изобретения

В.И. Николин, t0.Ï. Тасиц, С. Н. Александров, В.Н. Демидко, М.И. Большинский, И.И. Баличенко, И.В. Антипов и В.В. Николин

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРЕДОТВРИЦЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ

УГЛЯ И ГАЗА ПРИ ВЫЕМКЕ КРУТЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля и газа в шахтах, разрабатывающих тонкие крутые пласты.

Известен региональный способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа путем дегазации угольного пласта скважинами, пробуренными из подготовительных выработок. Согласно способу иэ подготовительной пластовой выработки бурят в плоскости пласта дегазационные скважины на всю высоту этажа по восстанию.. Затем скважины подключаются к вакуумным уста- 15 новкам и .производится дегазация угольного пласта, целью которой является предотвращение внезапного выброса угля и газа 1).

К недостаткам этого способа отно- 20 сится невозможность во многих случаях дегазации пласта до необходимой степени, поскольку дебит газа в дега зационные скважины выбросоопасных зон. весьма невысок при расположении сква- 25 жин в неразгруженной от горного давления зоны. Сама же скважина разгружает угольный пласт от горного давления лишь по контуру скважины на незначительном удалении от нее (не бо- 30 лее 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 эаштыбовываются мелкими фракциями отбитого угля.

Известен способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа в подготовительных и очистных выработках образованием разгрузочных пазов. Разгрузочные пазы в подготовительных выработках ориентируются вдоль стенок в направлении проведения выработки.

Образуются они из кутков эабоя.под углом 5-10 к стенке выработки, глубина разгрузочных пазов не превышает

2 5 м, плоскость паза должна быть

I 9

f перпендикулярна к почве i кровле) пласта. Каждый цикл выбуривания-, раэгрузочных пазов сопровождается контролем эа 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 очист881349 ном забое потолкоуступной формы образуют в кутке уступа перпендикулярно плоскости почва — кровля пласта с дальнейшим определением зоны разгрузки по динамике газовыделения. Глубина этих пазов составляет не более 2,5 м 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 (2 ), Недостатками этого способа являются, во-первых, ограниченность эоны разгрузки до 2,5 м из-за ограниченной глубины паза (укаэанная глубина t5 паза ограничена из-за стесненных условий в очистной выработке и опасности выбуривания паза на большую глубину), во-вторых, предотвращение выбросов только иэ кутков выработки, т.е.э0 иэ 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 име З0 ет ограниченную область применения. так он не может быть применим при щитовой выемке угля на крутых пластах, где выемка ведется сверху вниз по падению пласта.

3S

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет разгрузки всего выемочного блока и расширения диапазона применения за счет использования его при щитовой выемке 40 угля по падению пласта.

Поставленная цель достигается тем,. что образование пазов производят до начала очистных работ в выемочном блоке иэ откатачного штрека IIo восстанию пласта 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 A-A на фиг. 1. 55

Способ осуществляют следующим образом.

Выемочный блок представляет собой часть угольного пласта, оконтуренного в пространстве тремя подготови- 60 тельными 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.

Образ<>вание 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 паэ 4 образуют на расстоянии

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 раэгружается 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 0,1 м вверх по восстанию до вентиляционного штрека 2. Перед началом 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 иэ следующих соображений.

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

После окончания работ по образованию пазов дл 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 эффектив881349 ности.при применении предлагаемого способа нет необходимости.

Использование предлагаемого с.юсоба предотвращения внезапных выбросов угля и гаэ". при разработке тонких рутых пластов обеспечивает по сравнению с известным способом воэможность образования безопасной зоны разгрузки для всего выемочного блока в целом.

При этом исключаются частые и ограниченные в пространстве прстивовыброс" g ные мероприятия.,Так, например, при использовании известного способа для безопасной обработки выемочного блока размером по простиранию 50 м необходимо 30-33 раза образовывать короткие (до 2,5 м). разгрузочные пазы и столько же раэ осуществлять контроль эффективности по динамике газовыделения из шпура. Учитывая, что на одно такое мероприятие задалживается 6 ч, для всего выемочного блока затраты 0 времени составляют 180-200 ч, что значительно снижает нагрузку на очистной забой. Учитывая, что для проведения противовыбросных мероприятий каждый раз задалживается 6-7 человек".тру- 5 доэатраты для всего выемочного блока составляют около 230 человекосмен, Применение предлагаемого способа позволяет работы по обраэованяю 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 противов б- 35 росных мероприятий и по выемке угля ведутся последовательно во времени.

Предлагаеьый способ предотвращения внезапных выбросов является единственно возможным при щитовой выемке крутых пластов, так как направление вы- 10 емки 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 пласта, 45 т.е. в потолкоуступных лавах, Разгрузочные пазы, дегаэируя выемочный блок не только предотвращают внезапные выбросы, но и снижают метанообильность выработок при ведении работ по добыче угля и, тем саьым, дают воэможность повысить нагруэку на очистной забой по газовому фактору. Предлагаемый способ обладает большим уровнем безопасности при его использовании, поскольку образование пазов производится дистанционно управляеьими гидромониторами беэ присутствия людей. Поэтому 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, включающий создание разгрузочных зон в выемочном блоке угольного пласта путем образования паза в пласте угля впереди очистного забоя на всю мощность пласта с ориентированием 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 иэ откаточного штрека:по восстанию пласта на всю высоту выемочного блока.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что первый паэ образуют на расстоянии 20.-25 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. И., "Недра", 1977, с. 48.

2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросаМ угля, породы и газа. N. "Недра", с. 81-82 (прототип).

881349

Составитель 3. Руднева

Редактор Т. Парфенова Техред А. Бабинец Корректор М. Демчнк

Заказ 9906/54 Тираж 466 Подписное рНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4