Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении выработок
Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при проведении подземных горных выработок (ГВ) по выбросоопасным породам. Цель изобретения - снижение трудозатрат, повышение скорости проведения ГВ и эффективности способа . Сущность способа заключается в разгрузке внутриконтурного сечения ГВ от напряжений и частичной дегазации пород в контуре ГЕ. По контуру ГВ бурят скважины поочередно большим и меньшим диаметрэми . В контуре ГВ бурят шпуры для размещения в них зарядов ВВ. Контурные скважины (С) большого диаметра относятся к меньшим диаметрам, как 1,5-2. В С меньшего диаметра нагнетают невзрывчатую расширяющуюся смесь, например НРС-1, и выдерживают до разрушения породного целика между С и формирования разгрузочной оконтуривающей щели. При этом С большего диаметра оставляют свободными. Расстояние между центрами С определяют по зависимости 1 (Pdi- yHAf):(2 Iffcpl ) + (di + d2):2, где I - расстояние между центрами смежных С1 Р - удельное давление, создаваемое расширяющейся смесью di - диаметр С. предназначенных для заполнения расширяющейся смесью; уплотность горных пород; Н - глубина расположения ГВ; А - коэффициент трения породы по породе; I fTCp I - предел прочности породы на срез, &2 диаметр незаполняемой С. После формирования щели на контуре ГВ производят заряжание шпуров внутри ее контура и их взрывание 1 з.п. ф-лы. 2 ил. fe vj О Ю CJ 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)s Е 21 F 5/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816045/03 (22) 19.02,90 (46) 30,12.91, Бюл, ¹ 48 (71) Донецкий политехнический институт (72) М.И. Большинский, Б.А.Л ысиков, А,Г.Гудзь, А.В.Першин и А,Е.Итин (53) 622.832 (088,8) (56) Временное руководство по борьбе с выбросами породы и газа при проведении выработок.— Макеевка — Донбасс, 1968, с. 19, 20, Авторское свидетельство СССР № 1002600, кл. Е 21 F 5/00, 1982. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПОРОДЫ И ГАЗА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и м,б. использовано при проведении подземных горных выработок (ГВ) по выбросоопасным породам. Цель изобретения— снижение трудозатрат, повышение скорости проведения-ГВ и эффективности способа. Сущность способа заключается в разгрузке внутриконтурного сечения ГВ от напряжений и частичной дегаэации пород в контуре ГВ. По контуру ГВ бурят скважины поочередно большим и меньшим диаметраИзобретение относится к, горному делу и может быть использовано при проведении подземных горных выработок по выбросоопасным породам.
Цель изобретения — снижение трудозатрат, повышение скорости проведения выработок и эффективности способа, На фиг.1 показана выработка, разрез; на фиг.2 — узел! на фиг.1.,, Я2 1701938 А1 ми. В контуре ГВ бурят шпуры для размещения в них зарядов ВВ. Контурные скважины (С) большого диаметра относятся к меньшим диаметрам, как 1,5 — 2. В С меньшего диаметра нагнетают невзрывчатую расширяющуюся смесь, например НРС-1, и выдерживают до разрушения породного целика между С и формирования разгрузочной оконтуривающей щели. При этом С большего диаметра оставляют свободными. Расстояние между центрами С определяют по зависимости 1=
= ((Р б1 — у Н 1. f):(2 t 0 р I )) + (d i + dg):2, где
I — расстояние между центрами смежных С;
P — удельное давление, создаваемое расширяющейся смесью; d> — диаметр С, предназначенных для заполнения расширяющейся смесью; y — плотность горных пород; Н— глубина расположения ГВ; А — коэффициент трения породы по породе; I (т,р(— предел прочности породы на срез; б — диаметр незаполняемой С. После формирования щели на контуре ГВ производят заряжание шпуров внутри ее конту а и их взрывание. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.
На чертежах представлены выработка
1, проводимая по выбросоопасным породам, шпуры 2 для размещения патронов взрывчатого вещества, контур 3 проводимой выработки, скважины 4 для заполнения невзрывчатой разрушающей смеси, скважины 5 для образования свободной поверхности. разгрузочная оконтуривающая щель 6, целик 7 породы между скважинами 4 и 5, 1701938 поверхности 8 и 9 среза целика 7 между скважинами 4 и 5.
Способ осуществляются следующим образом.
Для проведения выработки 1 большого сечения по выбросоопасным породам в забое выработки, согласно паспорту буроварывных работ, бурильной установкой бурят шпуры 2 диаметром 43 мм и длиной 2,5 м для заполнения их патронами взрывчатого вещества и разрушения гюроды внутри контура 3 выработки 1. Затем по контуру выработки 3 известными буровыми механизмами, например бурильной установкой БУ-1М, с помощью съемных коронок разного диаметра бурят поочередно скважины 4 диаметром 53 мм, предназначенные для заполнения невзрывчатой смесью, и скважины 5 диаметром
90 мм, которые оставляют свободными.
Глубина скважин 4 и 5 3 м.
Расстояние между смежными скважинами 4 и 5 по центрам определяют в соответствии с зависимостью
Р с11 H f d1+d2 гсср Г где I — расстояние между центрами смежных скважин;
P — удельное давление, создаваемое разрушающей невзрывчатой смесью;
d1 — диаметр скважин, предназначенных для заполнения невзрывчатой расширяющей смеси; у — плотность горньix пород;
Н вЂ” глубина расположения выработки;
А — коэффициент бокового распора пород;
f — коэффициент трения породы по породе; сгcp — предел прочности пород на срез;
dz — диаметр свободной скважины, После завершения бурения скважин 4 и
5, расположенных по контуру 3 выработки и очищения их от буровой мелочи путем продувки сжатым воздухом, скважины 4 меньшего диаметра (d< = 53 мм) заполняли рабочим агентом — смесью НРС-1. После заполнения основного объема скважин разрушающей смесью, скважины закрывают пробками и заполнение устья скважин ведут через пробки. Чеоеэ 5-10 мин рабочая смесь затвердевает.
Механизм образования разгрузочной оконтуривающей щели 6 заключается в том, что невзрывчатая разрушающая смесь, расположенная в скважине 4 диаметром 53 мм, при увлажнении за счет гидратации существенно увеличивается в объеме и создает 2 давление в скважине 4 до 500 кг/см, которое превышает предел прочности выбросоопасной породы на срез (170 кг/см ).
Наличие второй свободной поверхности (скважина 5 диаметром 90 мм) в услови5 ях объемного сжатия приводит к тому, что происходит срез целика 7 породы по двум поверхностям 8 и 9, минимальное расстояние между которыми (53 мм) равно диаметру меньшей скважины 4. Данный механизм
10 взаимодействия приводит к тому, что через
20-30 мин после заполнения скважин 4 разрушающей смесью НРС-1 происходит разрушение по указанным поверхностям 8 и 9 и выдавливание целика 7 от скважины 4
15 меньшего диаметра, заполненной разрушающей смесью, в сторону скважины 5 большего диаметра, служащей второй свободной поверхностью.
Такое разрушение и выдавливание це20 ликов 7 в сторону большей скважины 5 приводит к образованию по контуру выработки щели, минимальная ширина которой равна диаметру меньших скважин, Полученная щель 6 по контуру 3 выработки способствует
25 упругому восстановлению, снятию напряжений и дегаэации породы внутри контура
3 выработки 1, т.е. ликвидации двух основных факторов (напряженности и гаэоносности);инициирующих выброс породы и газа, 30 Б дальнейшем проведение выработки 1 осушествляют обычным способом в следующей последовательности: заряжание шпуров 2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки (, взрывание и провет35 ривание забоя, погрузка взорванной породы, крепление выработки, настилка пути и устройство канавки.
Длина скважин 4 и 5 для создания разгрузочной оконтуривающей щели 6 всегда
40 должна быть на 0,5 м больше длины шпуров
2 для разрушения породы внутри контура 3 выработки 1, т.е, неснижаемое опережение оконтуривающей щели 6 должно быть не менее 0,5 м.
45 Формула изобретения
1. Способ предотвращения выбросов породы и газа при проведении выработок. включающий бурение скважин пс контуру выработки для формирования разгруэоч50 ной, оконтуривающей щели, нагнетание в них рабочих агентов и формирование щели, бурение шпуров из выработки, их заряжание и взрывание, отличающийся тем, что, с целью снижения трудозатрат, предот55 вращения выбросов при одновр менном повышении скорости проведения выработки, указанные скважины по контуру выработки бурят поочередно различным диаметром, причем отношение диаметра оолышей скважины к диаметру меньшей
1701938
Р
I—
3
Щаг Z
Составитель Б. Терентьев
Редактор Н, Кобылянская Техред M,,Моргентал Корректор Н. Ренская
Заказ 4522 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 скважины задают в пределах 1,5-2, в качестве рабочего агента используют невзрыв-. чатую расширяющуюся смесь, заполняют расширяющейся смесью скважины меньшего диаметра, а скважины большего диаметра оставляют свободными, невзрывчатую смесь выдерживают в скважине до разрушения породного целика между скважинами и образования щели по контуру выработки, затем заряжают взрывчатым веществом шпуры внутри контура выработки и взрывают их.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расстояние I между центрами смежных скважин по контуру выработки определяют по зависимости. d1 — Hit f d1+d2
1
2 (о,р 2 где P — удельное давление, создаваемое невзрывчатой расширяющейся смесью;
5 d> — диаметр скважин, предназначенных для заполнения расширяющейся смесью; у — плотность горных пород:
Н вЂ” глубина расположения выработки;
10 Л вЂ” коэффициент бокового отпора пород;
, — коэффициент трения породы по породе; (o,I, } — предел прочности породы на срез;
dz — диаметр неэаполняемой (свободной) скважины.
