Способ предотвращения выбросов угля, пород и газа

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении очистных и проходческих работ на выбросоопасных пластах. Цель изобретения - повышение эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращение энергетических затрат и времени воздействия. В горной выработке определяют скорости продольных колебаний в угольном пласте, породах кровли и почвы. Затем определяют резонансные свойства (частоту собственных колебаний и добротность) слоев пород кровли и почвы угольного пласта. Из множества опробованных слоев пород кровли и почвы выбирают один-два слоя (иногда более) с максимальной добротностью и минимальной частотой собственных колебаний. На горный массив воздействуют импульсными колебаниями, частоту которых устанавливают равной или кратной частоте собственных колебаний выбранных слоев. В качестве источников импульсного воздействия используют взрывы ВВ, осуществляемые в определенной последовательности и с определенными временными интервалами, или устройства, создающие механические колебания с регулируемой частотой. При использовании источников механических колебаний типа вибраторов последние устанавливают на распорных стойках, размещаемых перпендикулярно напластованию пород. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЮЛИСТИЧЕСНИН

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 Р 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTQPCHOMIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHAM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4385959/23-03 (22) 29.02.88 (46) 30. 03. 90. Бюл. ¹ 12 (71) Государственный макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промьпиленности (72) В.Г.Ильюшенко, А.И.Бобров, Л,А. Вайнштейн, В,С,Иаевский, Г.И,Колчин и В.С,Бабенко (53) 622,832(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1215464, кл. Е 21 Г 5/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹- 924375, кл, Е 21 Г 5/00, 1982. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЦЕНИЯ 31ДБРОСОВ

УГЛЯ, ПОРОД И ГАЗА (57) Изобретение относится к горной про-сти и м.б, использовано при ведении очистных и проходческих работ на выбросоопасных пластах. Пель изобретения — повышение эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращение энергетических затрат и времени воздействия, В горной выработке опредеИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ведении очистных и проходческих работ на выбросоопасных пластах.

Цель изобретения — повышение эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращение энергетических затрат и времени воздействия, 2 ляют скорости продольных колебаний в угольном пласте, породах кровли и почвы, Затем определяют резонансные свойства (частоту собственных колебаний и добротность) слоев пород кровли и почвы угольного пласта. Из множества опробованных слоев пород кровли и почвы выбирают один-два слоя (иногда более) с максимальной добротностью и минимальной частотой собственных колебаний. На горный массив воздействуют импульсными колебаниями, частоту которых устанавливают равной или кратной частоте собственных колебаний выбранных слоев. В качестве источников импульсного воздействия используют взрывы ВВ, осуществляемые в определенной последовательности и с определенными временными интервалами, или устройства, создаю- С щие механические колебания с регулируемой частотой. При использовании источников механических колебаний типа вибраторов последние устанавливают на распорных стойках, размещаемь|х перпендикулярно напластованию подОде эмап ° ф лы 1 ил °

На чертеже представлен разрез перпендикулярно оси подготовительной горной выработки.

Сущность способа заключается в определении добротности и частот собственных колебаний слоев пород и импульсном воздействии на них с минимально установпенной частотой при максимальной добротности слоя.

1553719

На чертеже изображены контур 1 выррботки, вскрывающей угольный пласт

2, породы кровли 3 и породы почвы 4.

Б пределах угольного пласта пробурены

5 шнуры 5 для размещения н них зарядов

ВВ и создания путем их взрывания в определенной последовательности импульсов„ воздействующих на массив с необходимой частотой, 10

Способ осуществляют следующим обр зом.

В очистном или подготовительном забое определяют скорости продольных колебаний в угольном пласте, породах кровли и почвы, Затем определяют ре. з1 нансные свойства (частоту собственнЫх колебаний и добротность) слоев пород кровли и почвы угольного пласт, Определяют резонансные свойства 20 слоев горных пород, непосредственно прилегающих к угольному пласту и отсгоящих от него на расстоянии до

1g-30 м (второй, третий слой), Как правило, для выбросоопасных угольных п гастов характерно залегание в кровле мощных (5-10 м) песчаников или аЛевролитов, которые наиболее приемлимы для эффективного воздействия на них, 30

Определение резонансньгх свойств уГлевмецающих пород осуществляют раздфльно для кровли и почвы угольного гыгаста. Получают характеристики двухнЕсти (иногда больше) слоев, из ко35 т<)рых выбирают один — два (иногда больше) . При этом руководствуются следующими принципами: резонирующий слой должен быть расположен вблизи угольного пласта (первый — второй) 40 и обладать максимальной добротностью, рЕэонансная частота должна быть минимальной из всех частот опробованных слоев, 3 качестве источников импульсного 45 воздействия используют взрывы ВВ, о уществляемые в определенной послед<Звательпости и с определенными временными интервалами, или устройства„ соэдаюцие механические периодические колебания с регулируемой частотой, 50

П ри использовании в качестве импульсного воздействия взрывных источников в угольном пласте и обнажающихся в забое углевмещающих породах по нормали к пласту бурят несколько (более трех) шпуров.

Частота импульснъгх воздействий должна быть равной или кратной минимальной частоте собственных колебаний слоя с максимальной добротностью.

Взрывание зарядов осуществляют в следующем порядке. Первым взрывают заряд в шпуре в, наиболее удаленном от резонирующего слоя, а затем последовательно в шпурах б, в, г, д, При этом задержку во времени при взрывании зарядов рассчитывают по формуле

К d;

Ь=--- — (1)

1 f Ф

В

Г

Ф

n., где ь; — задержка во времени между двумя соседними взрывами, К вЂ” коэффициент, равный 1 (предпочтительно), 2 или 3;

f — частота собственных колебаний слоя пород, на который воздействуют импульсами;

d расстояние между двумя соседними, последовательно взрываемыми шпурами;

v — скорость продольных волн пород, в которых расположены соседние шнуры; — номер интервала между шпу, рами, причем i =- 1 имеет наиболее удапенньпЪ от резонирующего слоя интервал, Дпя случая, изображенного на чертеже, когда все шпуры 5 расположены в угольном пласте 2 с равномерным интервалом 0,5 и, при скорости продольных волн в угле 2000 м/с и резонансной частоте 300 Гц для слоя пород 3 в кровле пласта задержка во времени взрывания между зарядами составляет л 1 0 5 — — 3 08 мс.

300 2000

При использовании в качестве источников импульсного воздействия вибраторов с управляемой частотой, механические колебания на слои горных пород передают при помощи распорных стоек, которые устанавливают перпендикулярно напластованию. Частоту действия вибраторов задают из соотношения

Я.

f (2), где К вЂ” коэффициент пропорционально" сти, равный 1 (предпочтительно), 2 или 3;

f — частота собственных колебаний слоя.

К.-Э э 3)

Ь коэффициент пропорциональности, равный ) (предпочтитель- I ð ио), 2 или 3 скорость продольных волн в резонирующем слое; частота вибровоздействия на массив. где 1;— l5

Формулаизобретения

° °

° °

Составитель Б.Терентьев

Редактор И. Касардa Техред М.Ходанич Корректор Т,Малец

Заказ 444 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1I3О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.умгород, ул. Гагарина 101

5 15537

При необходимости одновременной обработки очистного забоя, в нем размещают серию стоек, расстояние меЖду которыми выбирают из соотношения

1, Способ предотвращения выбросов угля, пород и газа, включающий определение частот собственных колебаний и добротность слоев массива горных пород, импульсное воздействие на массив из горных выработок, о т л и— ч аю щи и с я тем,,что, с целью повышения эффективности, оперативности и глубины воздействия на массив горных пород, сокращения энергетичес.ких затрат и времени воздействия, определяют слои горных пород в почве и кровле пласта с максимальной добротностью и минимальной при этом частотой собственных колебаний, воздействуют на гор аа массив импульсами, частота которых кратна частоте собственялх колебаний указанных слоев пород, 2, Способ по п, 1, отличаюшийся тем, что при воздействии на массиг: импульсами их частоту устанавливают равной частоте собственных колебаний указанных слоев горных пород.

3. Способ по; п, 1 и 2, отличающийся тем, что импульсное воздействие на массив ведут по нормали к напластования пород.

Ф ° ° °

Ф

° ° к .Р ...