Способ определения безопасных зон выемки в призабойной части выбросоопасного угольного пласта

 

Изобретение относится к горной промьшшенности и м.б. использовано при разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель - повьшение эффективности за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброобработ ки горного массива безопасной зоны выемки и снижение трудозатрат. В забое вьфаботки в зоне .концентрации напряжений (в углах ниш, кутков) между почвой и кровлей устанавливают гидростойку (ГС). Размещают между кровлей и ГС вибрй гор и прижимают его ГС к кровле. Определяют величину начального статического давления на ГС, координату зоны безопасной выемки (ЗБВ) резонансную частоту горного массива. Затем вибратором создают динамические колебания с амплитудой й К (J - 6 . , где 6 - наименьшее из значений предела прочности пород кровли и почвы на одноосное сжатие, Па; 6ст величина статического давления на вибраторе, Па; К - коэффициент запаса, ,6-0,7. Одновременно с виброобработкой пласта производят измерение статического давления на ГС и при величине, равной (0,15- -0,20)(i , виброобработки прерывают. Фиксируют ширину ЗБВ и частоту резонанса горного массива и проводят повторную виброобработку на вновь полученной резонансной частоте. Аналогичные операции повторяют до получения заданной ширины ЗБВ. По полученным значениям строят зависимость ширины ЗБВ от резонансной частоты и статического давления на ГС. 1 ил. а S (Л с со 1С сю ел 4 41

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 Р 5 00 Ф ! " и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИБЛ1!д

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

;(21) 4041847/22-03 (22) 24.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. N 29 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В.Д.Аюров, Б.M.Èâàíîâ и А.Т.Курносов (53) 622.832 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1081356, кл. Е 21F 5/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 317797, кл. Е 21 С 39/00, 1971. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ

30Н ВЫЕМКИ В ПРИЗАБОЙНОИ ЧАСТИ ВЫБРОСООПАСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель — повышение эффективности за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброJ обработки горного массива безопасной зоны выемки и снижение трудозатрат.

В забое выработки в зоне .концентрации напряжений (в углах ниш, кутков) между почвой и кровлей устанавливают

„„SU„„1328547 А1 гидростойку (ГС). Раэмещают между кровлей и ГС вибра гор и прижимают его ГС к кровле. Определяют величину начального статического давления на

ГС, координату эоны безопасной выемки (ЗБВ) резонансную частоту горного массива. Затем вибратором создают динамические колебания с амплитудой Д = К C — Ь „, где Ь вЂ” наименьшее иэ значений предела прочности пород кровли и почвы на одноосное сжатие, Па;, — величина статического давления на вибраторе, Па; К вЂ” коэффициент запаса, К=0,6-0,7. Одновременно с виброобработкой пласта производят измерение статического давления на ГС и при величине, равной (0,15-0,20) ь, виброобработки прерывают.

Фиксируют ширину ЗБВ и частоту резонанса горного массива и проводят повторную виброобработку на вновь полученной резонансной частоте. Аналогичные операции повторяют до получения заданной ширины ЗБВ. По полученным значениям строят зависимость ширины ЗБВ от резонансной частоты и статического давления на ГС. 1 ил.

1 13

Изобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Целью изобретения является повышение эффективности определения безопасных зон за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброобработки горного массива безопасной эоны выемки и снижения

28547 2 ственной кровли. На лменьшее значение коэффициента запаса. обусловлено нежелательным снижением амплитуды колебаний давлений на вибраторе, так как это ведет к сникению эффективности виброобработки горного массива.

Частоту динамических колебаний гидравлического вибратора изменяют в заранее установленной области возможных резонансных частот горного массива с минимального до максимального значения ° Одновременно с изменением частоты контролируют уровень действующего значения виброскорости кровли. Частоту, на которой уровень действующего значения виброскорости кровли принимает максимальное значение, идентифицируют как резонансную.

Значения координать: безопасной зоны выемки 1п,величины первоначально статического давления на гидростойке б „ и резонанснсй частоты горного массива ы фиксируют.

Дальнейшую вибрсобработку горного массива производят на резонансной частоте г.г . Одновременно с иброобP работкой горного массива выделяют и

30

35 сива прерывают.

Пределы изменения величины приращения статического давления (0,15—

50 ют динамические колебания давления где 5 — наименьшее из зйачений предела прочности пород кровли трудозатрат.

Способ осуществЛяют следующим образом.

В забое выработки в зоне концентрации напряжений, например в углах ниш, кутков, устанавливают между кровлей.и почвой пласта гидростойку.

Между кровлей и гидростойкой помещают вибратор и прижимают его гидростойкой к кровле. Величину первоначального статического давления в гидростойке выбирают из условия предотвращения ее сползания в первоначальный период работы вибратора и принимают равной 1-3% наименьшей прочности пород кровли и почвы на одноосное сжатие. Большие значения первоначального статическог0 давления на контролируют величину статического гидростойке нежелательны, так как давления на гидростойке с . В принимаются за счет снижения ампли- результате виброобработки горного туды колеба1гий давления на виЪраторе массива увеличивается размер безопаси связаны с уменьшением излучаемой ной зоны выемки, породы почвы и кровв горный массив энергии, т.е. со ли сближаются и вызывают увеличение снижением эффективности обработки величины статического давления на горного массива. гидростойке. При изменении величины В угольный массив бурят шпур и по статического давления на заранее начальной скорости, газовыделения заданную величину, например на (0,15из него, замеряемой поинтервально, 40 -0,20)I,, виброобработку горного масопределяют координату безопасной зоны выемки.

В гидравлическом вибраторе создают динамические колебания давления с ам- -0,20) б на гицростойке обусловлены, плитудой с одной стороны 0,205, необходимостью

Ф ст получения достаточно точкой зависигде ь — i.àèìeíüøåå из значений пре- мости 1 и =f <$, )за первые 5-6 дела прочности пород кровли циклов виброобработки горного массии почвы пласта на одноосное ва и, с другой стороны — 0,15 6, сжатие, Па; возрастанием трудоемкости работ при

& ., — величина статического давле-- .увеличении числа экспериментальных ния на вибраторе, Па; данных, по которым строится эта завиК вЂ” коэффициент запаса, равный симость.

0,6-0,/. В гидравлическом вибраторе создаНаибохгьпгее значение коэффициента запаса принято из условия предотвра-- с амплитудой щения разупрочнения пород почвы и ст кровли в зон установки вибратора и прецупреждения обрушений непосред28547 ности устанавливаемой зависимости между указанными параметрами состояния забоя с уменьшением числа экспериментальных данных,,а больший пре5 дел — существенным ростом трудоемкости работ при незначительном увеличении достоверности этой зависимости.

Устанавливают на основе экспериментальных данных зависимость

В "р ст)

В последующих циклах виброобработки горного массива размер безопасной зоны выемки 1 в каждом цикле вибро» обработки определяют непрерывно по резонансной частоте горного массива, которую непрерывно в процессе виброобработки отслеживают, и по величине .статического давления жидкости на

20 гидростойке.

3 13 и почвы на одноосное сжатие, Па, 6 — величина статического давлест ния на вибраторе, Па;

К вЂ” коэффициент запаса, равный

0,6-0,7.

Частоту динамических колебаний гидравлического вибратора изменяют в области возможных резонансных частот горного массива с минимального до максимального значения. Одновременно с изменением частоты контролируют уровень действующего значения виброскорости кровли и определяют по нему резонансную частоту горного массива. Значения координаты безопасной зоны выемки 1, величины статического давления жидкости на гидростойке 6ст и резонансной частоты ь р фиксируют.

Последующую виброобработку горного массива ведут на вновь полученной резонансной частоте с амплитудой динамических колебаний давления на гидравлическом вибраторе, скорректированной по приводимой формуле. Одновременно с виброобработкой выделяют и контролируют величину статического давления жидкости на гидростойке. При изменении статического давления на гидростойке на заранее заданную величину процесс виброобработки горного массива прерывают, поинтервальным измерением начальной скорости газовыделения из шпура определяют координату безопасной зоны выемки, частоту процесса виброобработки и амплитуду динамических колебаний давления жидкости корректируют и последующую виброобработку горного массива ведут вновь на резонансной частоте. Параметры состояния забоя (размер безопасной зоны. выемки, статическое давление жидкости на гидростойке и резонансную частоту) вновь фиксируют. Виброобработку горного массива производят до .сформирования необходимой величины безопасной выемки.

Аналогичные операции по определению в процессе виброобработки указанных параметров состояния забоя производят на протяжении 5-6 циклов выемки. Таким образом, всего для получения зависимости 1 =Е(м 6,„ ) используют 5-6 циклозамеров. Эта зависимость приведена на чертеже.

Меньший предел числа циклозамеров обусловлен резким снижением достовер Формула изобретения

Способ определения безопасных зон

25 выемки в приэабойной части выбросоопасного угольного пласта, включающий воздействие на породы массива созда ваемых вибратором импульсов с частотой, равной частоте собственных

30 колебаний массива, определение зоны безопасной выемки по скорости начального газовыделения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности определения безопасных зон за счет непрерывности контроля размера формируемой в процессе виброобработки горного массива безопасной зоны выемки и снижения трудозатрат, перед воздействием

40 на массив виброимпульсами устанавливают гидростойку и фиксируют координату безопасной зоны выемки, резонансную частоту горного массива и величину начального статического

46 давления на гидростойке, вибратором создают динамические колебания с амплитудой а К Бст где ь" — наименьшее из значений

50 предела прочности пород кровли и почвы на одноосное сжатие, Па; — величина статического давления на вибраторе, Па;

К вЂ” коэффициент запаса, равный 0,6-0,7, при достижении статического давления на гидростойке, равного,0,15-0,20)5 виброобработку прерывают, фиксируют

Составитель Н.Преловский

Техред И.Нерес

Корректор С.Пекмар

Редактор И.Николайчук

Тираж 429

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3465/37

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 величину статического давления на гидростойке, ширину зоны безопасной выемки, частоту резонанса горного массива и проводят повторную виброобработку на вновь полученной резонансной частоте, затем повторяют аналогичные операции до получения заданной ширины зоны безопасной выемки, по полученным значениям строят

328547 6 зависимость ширины зоны безопасной выемки(1 от резонансной. частоты и ) и статического давления на гидростойке (ь ), последующих циклах выемки ширину зоны безопасной выемки определяют по полученной графической зависимости, предварительно измерив резонансную частоту горного массива и статическое давление на гидростойке.