Способ определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта и устройство для его осуществления

Способ определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнапнстнческнк

Республик

О П И С А Н И Е ии898097

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.11.79 (2! ) 2871548/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 150!.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 1501,82 (5I)M. Кл.

E 21 F 5/00

Е 21 В 17/00

3Ьаудвратвишы!! кшвнтвт

СССР по 11влан изобретений к аткрнтнй (53) УДК622.817, (088.8) В.И.Николин, В.Т.Сапронов, Ю.П.Тасиц, 8.В.Шамаев., Л,А.Вайнштейн,М.И.Большинский и В.В Яйло

I (72) Авторы изобретения

Донецкий государственный институт проет!тирования организации шахтного строительства и Донецкий ордена

Трудового Красного Знамени политехничесКИй инСтитут

З (71) Заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ

ПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оперативной оценки определения и контроля выбросоопастности призабойной части угольного пласта.

Известен способ определения безопасных эон призабойной части выбросоопасного угольного пласта, заключающийся в том, что в направлении проведения выработки поинтервально бурят шпур диаметром 42-43 мм. Не

10 позднее, чем через 2-3 мин после окончания бурения измеряют скорости газовыделения, затем производят добуривание шпура на величину ивтерва

1$ ла и последующее измерение скорости газовыделения. За размер безопасной зоны принимают расстояние от. груди забоя в глубину массива, на котором рост или постоянство скорости газо20 выделения сменяется его падением (1)

Недостатком известного способа

I является большая трудоемкость его осуществления, связанная с многократ« ностью повторения одних и тех же операций: бурение — измерение ское рости газовыделения, а также неприменимость способа в условиях удаления штыба иэ шпура при помощи продувки последнего, поскольку в этом случае вместе с буровой мелочью удаляются частицы угля, разрыхленные горным давлением, являющимся источником метановыдел ения.

Известен буровой инструмент, преДназначенный для нагнетания воды в пласт с герметизацией шпура методом заштыбовки бурового инструмента.

Инструмент состоит иэ режущей коронки, патрона режущей коробки с отверотием для забора газа, с клапаном для нагнетания воды в шпур, соединенных с ним двух секций гладких буровых штанГ, к которым присоединены две секции шнековых штанг (шнековое звено) и секции гладких труб.

После окончания бурения скважины осевую подачу инструмента и продувк !

898097 сжатым воздухом прекращают, при этом шнековое звено nrредает оставшийся в скважине угольный штыб в зону безшнековой части бурового инструмента, где происходит его складирование с последующим уплотнением 12 1.

Недостаток данного устройства за" ключается в отсутствии возможности одновременного осуществления бурения шпура и измерения скорости газовы- 10 деления.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и времени на выполнение способа и повышение безопасности его осуществления. IS

Цель достигается тем, что бурение шпура и измерение скорости газовыделения производят непрерывно и одно вр ем енно .

Устройство, позволяющее осущест- gg вить предлагаемый способ определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта, снабжено дополнительным шнековым звеном, установленным между бесшне- 2$ ковым звеном и хвостовиком.

На фиг, 1 представлено устройство для определения и контроля выбро соопасности, вид сбоку с частичным разрезом, на фиг. 2 — разрез А-А на 3р фиг. 1.

Определение и контроль выбросоопасности призабойной части угольного пласта производят следующим образом. 3S

В направлении проведения выработки полой буровой штангой бурят шпур, полость штанги соединяют с прибором для измерения скорости газовыделения и при неизменном размере фильтрующей камеры производят непрерывное измерение скорости газовыделения.

При достижении буровой штангой точки в пласте, в которой рост или постоянство скорости газовыделения сменяются падением, бурение прекращают.

Бурение шпура производят устрой— ством длиной 3,5-4,5 м, которое состоит из режущей коронки 1, установленной в патроне 2, передней шнековой части 3 длиной 0,2-0,3 м, связанной одним концом с патроном 2, а другим — с бесшнековой частью 4 длиной 0,2-0,3 м, которая, в свою очередь, связана с задней шнековой 35 частью 5. Патрон режущей коронки име. ет отверстия 6, связывающие канал шпура с внутренним каналом 7 инструмента, служащим для отвода газа из шпура. В задней части инструмента между хвостовиком 8 и шнековой частью 5 расположен обтюратор 9, к которому присоединен трубопровод 10.

При необходимости длина инструмента может быть увеличена до необходимых размеров за счет удлинения задней шнековой части.

При бурении шпура образующаяся буровая мелочь, извлекаемая шнеками переднего шнекового звена, поступает в зону бесшнекового звена, где она накапливается и уплотняется, обеспечивая надежную герметизацию фильтрующей части шпура, находящуюся в границах переднего шнекового звена инструмента. По мере осевой подачи ус тр ойс тв а филь тр ующая ча сть шпура и герметизирующая пробка из буровой мелочи также перемещается вместе с буровым инструментом, сохраняя свои размеры и относительное расположение. Избыток буровой мелочи из задней части герметизирующей пробки удаляется из шпура шнеками заднего шнекового звена.

Наблюдение за скоростью метановыделения проводится непрерывно, одновременно с бурением.

Зона считается выбросоопасной на расстоянии от груди забоя, на котором рост или постоянство скорости газовыделения сменяется падением.

Пример. Испытание предложенных сцособа и устройства проводит-. ся в забоях нижней и верхних ниш

5-й западной лавы пласта h и 11-й

<0 лавы пласта hg шахты им. газеты "Социалистический Донбасс" ПО "Донецкуголь".

Бурение производится полым буровым инструментом длиной 4,2 м, состо-, ящим из режущей коронки 1, патрона режущей коронки с отверстиями для забора газа, передней шнековой части

3 длиной 30 см, бесшнековой части 4 длиной 25 см, задней,шнековой части

5 и обтюратора 9.

При бурении шпура образующаяся буровая полость, извлекаемая шнеками передней шнековой части, поступает в зону бесшнековой части, где она накапливается и уплотняется, обеспечивая надежную герметизацию фильтрующей части шпура, находящуюся в гра898097 ницах передней шнековой части инструментаа.

По мере осевой подачи инструмента фильтрующая часть шпура и герметиэирующая пробка иэ буровой мелочи также перемещаются вместе с буровым инструментом, сохраняя свои размеры и относительное расположение. Избыток буровой мелочи из задней части герметиэирующей пробки удаляется иэ 10 шпура шнеками задней шнековой части. .Наблюдение эа скоростью метановыделения проводится непрерывно, одновременно с бурением. Стабилизация снижения метановыделения отмече- 1S на на глубине 3,7 м и 3,8 м соответственно в 5-й западной лаве пласта и 11-й лаве пласта h8 На буРение четырехметровых контрольных шпуров и замер скорости газовыделения 20 испытуемых способом и инструментом затрачено в среднем по 4 мин, в то время как на поинтервальные замеры скорости газовыделения при бурении четырехметрового шпура в соответст- 2S вин со способом, рекомендованным действующими Правилами безопасности, затрачивается в среднем 12 мин.

Применение предложенных способа и устройства для определения и конт-. 30 роля выбросоопасности призабойной части угольного пласта позволяет уменьшить трудоемкость и сократить длительность определения безопасных зон призабойной части выбросоопасного пласта за счет совмещения по

1 времени операций бурения, герметизации шпура и измерения скорости газовыделения, что соответственно повысит производительность шахт, работающих на пластах, склонных к внезапным выбросам; повысить безопасность работ, в связи с тем, что непрерывное наблюдение за скоростью газовыделения позволит своевременно прекратить бурение в границах безопасной зоны разгрузки, и тем самым исключить возможность происшествия внезапного выброса в процессе бурения.

Формула изобретения

l. Способ определения и контроля ° выбросоопасности приэабойной части угольного пласта при ведении горных работ, включающий бурение шпура и измерение скорости газовыделения с определением расстояния по глубине буримого шпура, на котором рост или постоянство скорости газовыделения сменяется падением, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и времени на . выполнение способа и повышения безопасности его осуществления, бурение шпура и измерение скорости газовыделения производят непрерывно и одновременно.

2. Устройство для определения и контроля выбросоопасности призабойной части угольного пласта, включающее режущую коронку, патрон режу" щей коронки с отверстием для забора газа, буровую штангу, состоящую по меньшей мере из одного головного шнекового звена и последовательно установленных бесшнекового звена, хвостовика и обтюратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно сйабжено дополнительным шнековым звеном, установленным между бесшнековым звеном и хвостовиком.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

l . Авторское свидетельство СССР

-583389, кл. Е 21 F 5/00, 1974.

2. Инструкция по безопасному ведению горных пород на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М., 1977, с. 127-128 (прототип)..