Способ предотвращения выбросов

 

1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ, включающий виброобработку выбросоопасного угольного массива, осуществляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя, и последующую выемку угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности предотвращения выбросов путем равномерного и глубокого развития фильтрационных трещин, изменения напряженного состояния и свойств угольного массива и осуществления более глубокой дегазации массива, подлежащего выемке, в неразгруженной зоне пласта, параллельно линии очистного забоя на всю его длину по мере продвижения линии очистного забоя бурят ряд скважин, первую скважину бурят на расстоянии от линии забоя, безопасном по фактору выбросов, а виброобработку массива осуществляют по мере бурения скважин ,начиная с наименее удаленной скважины, при этом виброиэлучатель перемещают по всей длине скважины с соблюдением жесткого контакта вибро излучатель - монолитньй уголь с одновременным повьшением температуры угля вокруг этой скважины, и скорость перемещения виброизлучателя определяют по формуле vAcr СуН е длина виброизлучателя, где ист тн величина IopHoro давления; част.ота воздействия; ы р с амплитуда выбросов; (Л постоянная, зависящая от. свойсгв пласта, его температуры и расстояния между сквгикинами. 2.Способ по П.1, отличающийся тем, что, скважины после виброобработки подключают к дегазационной сети, и в режиме вакуумирования производят отсос газа из скважин вплоть до момента их разрушения при выемке угля. 3.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с. я тем, что при больщой мощности пласта в плоскости, перпендикулярной кровле-почве пласта, в-наиболее выбросоопасной и Мощной его пачке бурят дололнительньп ряд скважин и осуществляют их виброобработку одновременно с основным рядом скважин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зс59 Е 21 F 5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 ист

СуН

ГОСУДАРСТВЕННЬ9 ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3596388/22-03 (22) 26.05.83 (46) 15.07.84. Бюл. и 26 (72) В.Н.Потураев, А.Н.Зорин, С.П.Минеев и И.А.Гайнутдинов (71) Институт геотехнической механики АН УССР (53) 622.832(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 317797, кл. Е 21 С 39/00, 1971;

2. Авторское свидетельство СССР

В 926273, кл. Е 21 С 27/02, 1980 (прототип) (54)(57) f. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ВЫБРОСОВ, включающий виброобработку выбросоопасного угольного массива, осуществляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя, и по+ следующую выемку угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и эффективности предотвращения выбросов путем равномерного и глубокого развития фильтрационных трещин, изменения напряженного состояния и свойств угольного массива и осуществления более. глубокой дегазации массива, подлежащего выемке, в неразгруженной зоне пласта, параллельно линии очистного забоя на всю его длину по мере продвижения линии очистного забоя бурят ряд скважин, первую скважину бурят на расстоянии от линии забоя, безопасном по фактору выбросов, а виброобработку массива осуществляют по мере бурения сква„SU„„1102986 A жин,начиная с наименее удаленной сква-» жины, при этом виброиэлучатель перемещают по всей длине скважины с со- . блюдением жесткого контакта виброиэлучатель — монолитный уголь с одновременным повьппением температуры угля вокруг этой скважины, и скорость перемещения виброизлучателя определяют по формуле где 1 д ., — длина виб.роиэлучателя;

) Н вЂ” величина горного давления;

»и — частота воздействия g

P — амплитуда выбросов;

С вЂ” постоянная: зависящая от свойств пласта, его температуры и расстояния между скважинами. B

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, скважины после виброобработки подключают к дегаэационной сети, и в режиме вакуумирования производят отсос газа. из скважин вплоть до момента их разрушения при выемке угля.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юI шийся тем, что при большой мощ-, ности пласта в плоскости, перпендикулярной кровле-почве пласта, в-наиболее выбросоопасной и мощной его пач-. ке бурят дополнитель»»ьп» ряд скважин и осуществляют их виброобработку одновременно с основным рядом скважин.

1102986 2 ляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя, и последующую выемку угольного пласта, в неразгруженной зоне пласта, параллельно линии очистного забоя на всю его длину по мере продвижения линии очистного забоя, бурят ряд скважин, первую скважину бурят на расстоянии от линии забоя, безопасном по фактору выбросов а виброобработку масси-

1О

1 ва осуществляют по мере бурения скважин, начиная с наименее удаленной скважины, при этом виброизлучатель перемещают по всей длине скважины с и соблюдением жесткого контакта виброизлучатель-монолитный уголь с одноо- временным повышением температуры угля вокруг этой скважины, и скорость перемещения виброизлучателя определяют по формуле

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проведении очистных работ на выбросоопасных угольных пластах.

Известен способ предварительного ослабления угольного пласта, включающий установку в специальные ниши, на откаточном и вентиляционном штре ке вибраторов, которые сообщают мас сиву встречные колебания, настроенные в резонанс с собственными колебаниями обрабатываемого массивами 1).

Недостатком данного способа является то, что при его испольэовани на выбросоопасных пластах в момент вхождения встречных колебаний в рез нанс с собственными колебаниями массива может произойти выброс, особенно при наличии в пласте вблизи забоя в выработке геологических нарушений, являющихся путями мгновенного перемещения газа из областей повышенного давления в выработку.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому, результату к предлагаемому является способ предотвращения выбросов, включающий виброобработку выбросоопасного угольного

30 массива, осуществляемую непрерывно путем перемещения виброизлучателя вслед за комбайном по мере его продвижения и выемку угля12 j, Недостатком данного способа является то, что на пластах повышенной . выбросоопасности, по длине очистной линии забоя выбросоопасность угольного массива существенно изменяется зонами. Вследствие этого при воздействии колебаний на призабоиную зону

40 параметры вибрации должны меняться, в противном случае частоты импульсов виброизлучателя могут попасть в резонанс какой-либо из выбросоопасных зон и вызвать выброс угля и

45 газа.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности предотвращения выбросов путем равномерного и глубокого развития фильтрационных тре- 50 щин, изменения напряженного состояния и свойств угольного массива и осу ществление более глубокой дегазации массива, подлежащего выемке.

Поставленная целЬ достигается 55 тем, что согласно способу, включающему виброобработку выбросоопасного угольного массива, осуществе р ист

СН где дст — длина вйброизлучателя; Н вЂ” величина горного давления, t4 — частота воздействия;

Р— амплитуда импульсов, — постоянная, зависящая от свойств пласта, его температуры и расстояния между скважинами.

Скважины после обработки подключают к дегазационной сети, и в режиме вакуумирования производят отсос газа из скважин вплоть до момента их разрушения при выемке угля °

При большой мощности пласта в плоскости, перпендикулярной кровле-почве пласта, в наиболее выбросоопасной и мощной его пачке бурят дополнительный ряд скважин и осуществляют их виброобработку одновременно с основным рядом скважин.

Способ предотвращения выбросов угля и газа осуществляется следующим образом.

Из откаточного или вентиляционного штрека бурятся скважины параллельно очистной линии забоя по мере продвижения очистной линии забоЯ на всю длину на расстоянии друг от друга, не превышающем 1-3 мощности пласта.

Виброиэлучатель устанавливается поочередно по мере бурения скважин в наименее удаленную. Затем источник .колебаний непрер п ло переппига!!02986

3 ют по всей длине скважины, Виброизлучатель, осущес.вляющий упругие круговые равномерные концентрические вибрационные нагрузки на стенки скважины, воздействуя на угольный пласт,. непрерывно перемещается по всей длине скважины, при этом скорость его перемещения зависит от параметров усталостного разрушения, т.е. прорастания трещин и 1О расстояния до ранее виброобработанной скважины.

Скорость непрерывного передвижения виброисточника определяется из соотношения 15

1Рсо с н где („сг — длина виброисточника, и2 — частота воздействия;

P — амплитуда импульсов по

20 напряжению, гН вЂ” величина горного давления, С вЂ” постоянная, зависящая от

cBoHcTB H состонниЯ HJIBcTB 25 расстояния между скважинами и. др. — бо <о („(1-xÄ)-(12+622а)ох(х-х )+ х (ххххх ххо)(х-х )) о p) — постоянная угля для усталостного прорастания трещин;

Хц — размеры трещин в нетронутом массиве; — расстояние между трещинами;

X — размер критических трещин.

Источником механических колебаний одновременно осуществляют прогрев угля за счет подогревательного элемента или за счет использования для питания пневмовибратора нагре45 того сжатого воздуха.

Источник механических келебаний одновременно осуществляет нагрев угля вокруг скважины за счет подогревательного элемента или за счет использования для питания пневмовнброизлучателя нагретого сжатого воздуха.

Это, в свою очередь, существенно повышает температуру воздушного потока в скважине, который прогревает

5 соответственно угольный массив вокруг 5 этой скважины.

Подогрев угля значительно снижает его устойчивость усталостному разрушению, снижая время необходимой виброобраб тки массива, повышая скорость передвижения в.броизлучателя по ск ажине.

Опережение, с которым бурятся скважины для последующей их виброобраi ботки, принимают, исходя из следующих предпосылок. 1лубина полости выбросов не превышает 2-8 м. Следовательно, размеры угольной пробки должны приниматься, с точки зрения невозможности развязывания выброса, не менее 2-8 м.

После виброобработки скважины используют в качестве компенсационных и для осуществления более глубокой дегазации, для чего после виброобработки скважины герметизируют и производят отсос газа в режиме вакуумирования вплоть до самого момента их разрушения при выемке угля.

При большой мощности пласта или в сложных горно-геологических условиях в плоскости, перпендикулярной кровле-почве пласта, в наиболее выбросоопасной и мощной его пачке бурят дополнительный ряд скважин и осуществляют их виброобработку одновременно с виброобработкой основного ряда скважин.

Расстояние между скважинами выбирается с учетом полного пересечения зоны трещинообразования. Для пластов Донбасса это расстояние составляет 1-8 мощностей пласта, или

3-5 м.

Расстояние между скважинами для лишних пластов в направлении движения очистного забоя должно быть не более двух радиусов их эффективного влияния.

Преимущество предлагаемого способа состоит. в том, что в результате виброобработки угольного пласта, soна разгрузки отодвигается постоянно за скважины вглубь массива за счет изменения напряженно деформированно го состояния, физико-механических свойств угля и дегазации массива, что снижает выбросоопасность пласта до безопасных величин. Кроме того, осуществление предлагаемого способа осуществляется одновременно с выемкой угля, что повышает темпы добычи угля на выбросоопасных пластах.