Способ снижения выбросоопасности угольного массива

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки угольных пластов, опасных по внезапным выбросам. Цель - повышение эффективности и безопасности работ по дегазации и разгрузке угольного массива (УМ) за счет заданной очередности обработки УМ по глубине скважины, создание более четкого и интенсивного проявления максимальных амплитуд пучности волн (ПВ) в зонах, подлежащих обработке, и повышение равномерности обработки пласта за счет исключения возможных локальных зон повышенных концентраций напряжений и газа в призабойной части УМ. По начальной скорости газовыделения устанавливают зону перемятости угля и зону ориентированных трещин. Затем определяют напряженное состояние призабойной части УМ. В скважине по длине забоя устанавливают не менее двух источников колебаний (ИК) и жестко их расклинивают. Воздействие ИК осуществляют на контакте зон перемятости угля и ориентированных трещин. По мере развития дегазирующих трещин ИК перемещают вглубь УМ. В процессе воздействия ИК изменяют частоты и фазу указанного воздействия одного ИК относительно другого. Определяют основное направление максимальных амплитуд ПВ колебаний и ориентируют его первоначально в зоны повышенной концентрации напряжений вблизи от забоя. Угол наклона оси направления ПВ определяют по формуле. 2 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 Е 21 F 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4603071/24-03 (22) 09.11.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Институт геотехнической механики

АН УССР (72) В. Н. Потураев, А. Г. Червоненко, С. П. Минеев, Н. А. Алышев и В. П. Мысик (53) 622.28! (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 994770, кл. Е 21 F5/00,,1981.

Авторское свидетельство СССР № 1093829, кл. E 21 F 5/00, 1983, (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ВЬ1БРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНОГО МАССИВА (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки угольных пластов, опасных по внезапным выбросам.

Цель — повышение эффективности и безопасности работ по дегазации и разгрузке угольного массива (УМ) за счет заданной очередности обработки УМ по глубине скважины, создание более четкого и интенсивИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов опасных по внезапным выбросам.

Цель изобретения — повышение эффективности и безопасности работ по дегазации и разгрузке массива за счет заданной очередности обработки угольного массива за счет заданной очередности обработки угольного массива по глубине скважины, создание более четкого и интенсивного проявления максимальных амплитуд пучносги волн в зонах, подлежащих обработке, з также повышение равномерности обработки пласта за счет исключения возможных локальных зон повышенных концент„„Я0„„1606713 д 1 ного проявления максимальных амплитуд пучности волн (ПВ) в зонах, подлежащих обработке, и повышение концентраций напряжений и газа в призабойной части УМ.

По начальной скорости газовыделения устанавливают зону перемятости угля и зону ориентированных трещин. Затем определяют напряженное состояние призабойной части УМ.

В скважине по длине забоя устанавливают не менее двух источников колебаний (ИК) и жестко их расклинивают. Воздействие ИК осуществляют на контакте зон перемятости угля и ориентированных трещин.

По мере развития дегазирующих трещин

ИК перемещают вглубь УМ. В процессе воздействия ИК изменяют частоты и фазу указанного воздействия одного ИК относительно другого. Определяют основное направление максимальных амплитуд ПВ колебаний и ориентируют его первоначально в зоны повышенной концентрации напряжений вблизи от забоя. Угол наклона ос и напра вления П В определяют по формуле.

2 3. п. ф-лы. раций напряжений и газа в призабойной части угольного массива.

В случае, когда выработка проводится по выбросоопасному угольному пласту, перед выполнением работ определяют расположение в призабойной части пласта глубину зоны перемятого угля и зоны ориентированных трещин, а также по динамике изменения начальной скорости газовыделения определяют максимум опорного давления. Измерения производят с помощью прибора Пà — 2м и газового затвора Зà — 1. Кроме того, в процессе этих измерений фиксируются зоны повышенных концентраций газа. В призабойной части угольного массива бурят скважины на глубину до зоны опорного давления. Ко1606713

20 где и— б—

Формула изобретения

Составитель В. Тычина

Реда кто р М. То вти н Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 3537 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 личество скважин принимают не менее двух, а расстояние между ними принимают не менее двух радиусов эффективного влияния вибровоздействия. Так, для виброскважины диаметром 80 мм Кыобычно равно порядка 2 — Зм. Тогда расстояние между скважинами будет 4 — 6 м. В качестве виброисточника используют, например, И — 112 в рудничном исполнении (PB). Виброисточники устанавливают в скважины на глубину между зоной перемятого угля и зоной ориентированных трещин, жестко расклинивают их, например, с помощью гидро- или пневмозатвора. Осуществляют вибрационное воздействие на призабойную часть угольното массива. При вибровоздействин основное направление цуга максимальной пучности волн ориентируют в зоны повышенных концентраций напряжений и газа, установленные по измерениям динамики начальной скорости газовыделения. Изменяем основное направление цуга пучности волн путем изменения параметров вибрации виброисточника. Так, например, при V= 1500 м/с;

l=5 м; f=150 Гц; б=0 1у; n=1. Тогда

1р = сис ЯВ.Ы5150-. алсса5 и.! 0,1 ° 1500

Отсюда, гр=84 . Увеличивая, например, фазу колебания одного источника относительно другого на величину до л, изменяет угол гр до 0 . После окончания виброобработки пласта осуществляют медленное изменение угла гр от 0 до +90, и обрабатывают все зоны пласта, подлежащие виброобработке в следующем цикле.

1. Способ снижения выбросоопасности угольного массива, включающий бурение в кутках и по длине забоя скважин, определение характера изменения начальной скорости газовыделения из призабойной части массива, установку в скважины источников колебаний, воздействие ими на массив и развитие дегазирующих трещин, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности работ по дегазации и разгрузке массива за счет заданной очередности обработки угольного массива по глубине скважин, по начальной скорости газовыделения устанавливают зону перемятости угля и зону ориентированных трещин, затем определяют напряженное состояние призабойной части пласта, при этом в скважине по длине забоя устанавливают не менее двух источников колебаний и жестко их расклинивают, а воздействие источников колебаний осуществляют на контакте указанных зон перемятости угля и ориентированных трещин, причем по мере развития дегазирующих трещин источники колебаний перемещают вглубь массива, при этом в процессе воздействия источников колебаний изменяют частоты и фазу указанного воздействия одного источника колебаний относительно другого, определяют основное направление максимальных амплитуд пучности волн колебаний и ориентируют его первоначально в зоны повышенной концентрации напряжений вблизи от забоя, при этом угол наклона оси направления пучности волн гр определяют по формуле

Ю-Д

q=arccosn

2пfl показатель кратности, О,+ 1,+2,...; фаза колебаний двух виброисточников, рад; скорость распространения волн в массиве, м/с; частота колебаний вибраторов, Гц; расстояние между виброисточниками, м.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью создания в угольном массиве более четкого и интенсивного проявления максимальных амплитуд пучности волн в зонах, подлежащих обработке, расстояние между соседними источниками вибровоздействия принимают меньшим длины волны в массиве при вибровоздействии.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности обработки пласта за счет исключения возможных локальных зон повышенных концентраций напряжений и газа в призабойной части угольного массива, перед каждым последующим смещением источников колебаний вглубь массива осуществляют равномерное перемещение основного направления максимальных амплитуд пучности волн по всей призабойной части пласта, подлежащей выемке в последующем цикле.