Способ контроля и предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении выработок по угольным пластам

 

Изобретение относится к способам бурейия контрольных шпуров по потенциально выбросоопасной пачке угля, равноудаленных от почвы и кровли ее, использовании контрольных шпуров одновременно для противовыбросной обработки массива и контроля ее эффективности, в :- . ... - 2 -: ; контроле эффективности способа непосредственно в процессе бурения шпуров путем измерения начальной скорости газовыделения в интервале, где при бурении первых двух шпуров было установлено максимальное значение. При значении показателя выбросоопасности призабойной части массива выше критического в створе с пробуренными шпурами на равном расстоянии от них бурят центральный шпур, затем на ту же глубину бурят два дополнительных ив каждом из них в процессе бурения измеряют начальную скорость газовыделения в интервале глубины, где было получено в первых двух шпурах максимальное ее значение . При газовыделении, не превышающем допустимого значения, и расстояниях между шпурами в ряду, между рядами и от пробуренного ряда шпуров до кровли и почвы упомянутой пачки угля, не превышающих величин, определяемых радиусами эффективного влияния шпура соответственно по наслоению пласта и вкрест наслоения, дальнейшее бурение шпуров прекращают. 1 табл. / ел С VS Ч) ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 F 5/00

ГОС УДАР СТ ВЕ ННОЕ ПАТ Е НТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823558/03 (22) 07.05.90 (46} 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В,С.Зыков. В.И.Мурашев и А.И,Белослудцев (56) Авторское свидетельства СССР

М 1330326, кл. Е 21 F 5/00, 1985, Инструкция па безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа, M.:

Недра. 1977, с.29-33; (54). СПОСОБ КОНТРОЛЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И

ГАЗА ПРИ ПРОВЕДЕНИ ВЫРАБОТОК ПО

УГОЛЬНЫМ ПЛАСТАМ (57} Изобретение относится к способам бурения контрольных шпуров по потенциально выбросоопасной- пачке угля, равноудаленных от почвы и кровли ее, использовании контрольных шпуров одновременно для противовыбросной обработки . массива и контроля ее эффективности, в

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области охраны труда, и может быть использовано при проведении подготовительных выработок по выбросоопасным пластам для предотвращения внезапных выбросов угля и газа, Известен способ разгрузки массива горных пород от напряжений. По известному,способу бурят шпуры в массиве. горных пород и образуют разгрузочные щели в каждом из пробуренных шпуров путем прилоБЦ, 1795117 А1

2 контроле эффективности способа непосредственно в йроцессе бурения шпуров путем. измерения начальной скорости газовыделения в интервале, где при бурении и ерв ых двух шпуров было установлено максималь- ное значение. При значении показателя выбросоопасности приэабойной части массива выше критического в створе с про-: буренными шпурами на равном расстоянии от них бурят центральный шпур, затем на-ту же глубину бурят два дополнительных и в каждом из них в процессе бурения измеряют начальную скорость газовыделения в интервале глубины. где было получено в первых двух шпурах максимальное ее значение. При газовыделении, не превышаю О щем допустимого значения, и расстояниях между шпурами в ряду, между рядами и от пробуренного ряда шпуров до кровли и почвы упомянутой пачки угля, не превышающих величин, определяемых радиусами эффективного влияния шпура соответственно по наслоению пласта и вкрест наслоения, дальнейшее бурение шпуров прекращают, 1 табл.

О жения распределенной по глубине нагрузки. Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает контроля за газовыделением в процессе бурения шпуров, не технологичен в проведении и требует для его осуществления значительных материальных затрат и времени.

Наиболее близким техническим решением является способ контроля и предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении выработок по угольным

1795117 пластам. Известный способ. включает бурение шпуров, определение начальной скорости газовыделения, критического значения скорости газовыделения, выхода бурового штыба, установление показателя выбросаопасности и критического значения показателя выбросоопасн ости, контроль выбросоопасности сравнением полученных значенйй показателя выбросоопасности с критическим. 10

Недостатком известного способа является то, что он малоэффективен по предотвращению внезапных выбросов, т.к. не предусматривает контроля выбрмоопасности в процессе бурения шпуров.

Целью изобретения является повышение эффективности предотвращения внезапных выбросов путем ведения контроля выбросоопэсности в процессе бурения шпуров,.

Указанная цель достигается тем. чта в способе, включающем бурение шпуров, определение начальной скорости газовыделения, критического значения скорости газовыделения. выхода бурового штыба, установление показателя выбросоопаснасти и критического значения noêàçàòåëÿ выбросоопасности, контроль выбросоопасности сравнением полученных значений показателя выбросоопасности с критическим, бурение wnypoe производят по потенциально выбросоапасной угольной пачке пласта и вначале бурят по этой пачке два шпура. равноудаленных от кровли и почвы пласта, onределяют выбросаопэсность пласта по этим шпурам и интервал глубины, на котором получена максимальное значение скорости гэзовйделения и при значении показателя выбросоопасности выше критического в створе с ранее пробуренными шпурами на равном расстоянии от них бурят центральный шпур, затем на ту же глубину бурят два . дополнительных шпура на равном расстоя. нии между центральным и крайними шпура- ми и в каждом из них в процессе бурения измеряют начальную скорость газовыделения в интервале, где получено ее максимальное значение для первых двух шпуров, - и при значении газовыделения выше допустимого хотя бы в одном из шпуров бурят следующую серию промежуточных шпуров в середине между пробуренными шпурами в данном ряду, причем при газовыделении

B то же интервале глубины шпура, не превышающем крйтическаго значения, а следующие ряды шпурав бурят без измерения газовыделения, причем бурение шпуров заканчивают, если расстояние между шпурами в каждом ряду, начиная со второго, н4 превышает величины удвоенного радиуса

50 эффективного влияния по наслоению. равной полученному расстоянию между шпурами в первом ряду, а расстояния от критических рядов до кровли и почвы пласта и между соседними рядами не превышают соответственно.радиуса эффективного влияния шпура вкрест наслоения, составляющего половину его величины по наслоению, и удвоенного радиуса эффективного влияния вкрест наслоения.

В соответствии известной с инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах производят в забое подготавительг,ой выработки прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения и выходу бурового штыба из контрольных шпуров, Однако дополнительно к требованиям известной инструкции необходимо выполнить следу ощее.

Контрольные шпуры 1 должны быть одинаково удалены от почвы и кровли потенциально выбрасоопасной угольной пачки шпуры бурятся рэвноудаленными от почвы и кровли выбросоопасной пачки с тем, чтобы было одинаковым разрушающее воздействие первого ряда шпуров на верхнюю и нижнюю часть пачки, поскольку шпуры одновременно использчются и для оценки выбросоопасности, и для разгрузки угольной пачки от горного и газового давления, Если уже при бурении первого контрольного шпура будет установлена выбросоопасность призабойной зоны пласта, необходимо пробурить второй контрольный шпур и.определить для него поинтервальные значения начальной скорости газовыделения. Если хотя бы по одному из контрольных шпуров будет получено опасное значение показателя выбросоапасности, то производится приведение призабойной части массива в невыбросоопасное состояние по следующей технологии.

Бурится центральный шпур между шпурами для прогноза, равноудаленный от первых двух, нэ ту же глубину, т.е. 5,5 м. На тонких и средней мощности и 6,5 м на мощных пластах. После этого на такую же глубину забуриваются два шпура между центральным шпуром и крайними шпурами и в каждом из них в процессе бурения замеряется начальная скорость газовыделения дн в интервале, где получилось максимальное для прогнозных шпуров значение данного параметра. При получении хотя бы по одному из двух последних шпуров значения ан gí.êð. = 4 л/ мин м бурится следующая серия промежуточных шпуров в середине между пробуренными. При получении в том же интервале их длины хотя бы по одному

17951 17

10

50 ского использования, с из шпуров значения ц > gH.»р бурится еще одна серия промежуточных шпуров и в них замеряются значения gH. в этом интервале.

И так до тех пор, пока хотя бы одно значение ц, для серии промежуточных шпуров будет превышать 9Н.»р. Если же ни одно значение цн в серии не превышает gH»p, то бурение шпуров данного ряда заканчивают, При небольшой мощности потенциально выбросоопасной пачки, когда расстояние от пробуренного ряда шпуров до кровли и почвы выбросоопасной пачки не превышает радиуса эффективного влияния шпура вкрест наслоения йэф, выполнение способа заканчивают. Этот радиус равен половинЕ радиуса эффективного влияния по наслоению йэф.н (т.е. одной четверти полученного расстояния между соседними шпурами D). При большей мощности пачки между пробуренной серией и кровлей и почвой пласта бурится дополнительно такое число рядов шпуров, чтобы расстояние между рядами не превышало 2Яэф.». (т.е. О), а расстояние от кровли и от почвы пачки-до ближайшего ряда шпуров было бы не более

R>y,». Число шпуров в дополнительных ряcalx должно быть таким, чтобы расстояние между ними было бы не более 2Кэф,н. очередность и технология их бурения должны быть такой же, как и в первой серии. Замеров газовыделения при бурении шпуров в дополнительных рядах не производится.

Применение предлагаемого способа наиболее выгодно при небольшой мощности потенциально выбросоопасной пачки, когда не требуется бурения большого числа ря дов шпуров.

Пример. Опытно-промышленная проверка заявляемого способа была проведена в йаиболее неблагоприятных условиях на ш.

"Ягуновская" при проходке основного штрека ¹ 702 по потенциально выбросоопасному угольному пласту Лутугинскому; Забой штрека на момент эксперимента находился в зоне геологического нарушения типа флексуры.. При этом он вышел за пределы пласта. Чтобы выйти снова на пласт, пришлось производить его вскрытие в нарушенной зоне. Вскрытие угольного пласта ниже критической выбросоопасной глубины, и к тому же в зоне гЕологического нарушения, является самым опасным мероприятием с позиции развязывания внезапного выброса. Способ был применен при вскрытии пласта и дальнейшим проведением основного штрекэ до окончания зоны нарушения.

Параметрами способа были следующими; длина шпуров 5,5 м; диаметр шпуров 42 мм; неснижаемое опережение 1,5 м; мощность пласта 3 м; угол падения 70О.

При первом цикле шпуры бурились через породную пробку, расстоянис от забоя до пласта по нормали к пласту составило 2,2 м. Прогноз, произведенный при бурении первых двух шпуров, подтвердил прЪдполэгаемую выбросоопасность пласта в месте вскрытия. Дальнейшее выполнение предлагаемого способа производилось по описанной выше технологии.

Ниже приведена таблица, где указаны для каждого полного цикла выполнения способа, выбросоопасность зоны по результатам прогноза по первым двум шпурам, максимальное значение начальной скорости газовыделения g,,m», полученное в интервалах этих шпуров, количество шпуров

М, которое потребовалось для приведения зоны в неопасное состояние, количество серий (рядов) шпуров и и максимальное значение начальной скорости газовыделения в последней серии промежуточных шпуров цн.max в интервале, где было замерено цнллах.

В результате текущего прогноза выбросоопасности, выполненного 14.09.89 г., и дальнейших циклов текущего прогноза выбросоопасности были получены неопасные значения показателя выбросоопасности, Они соответствовали выходу забоя из нарушенной зоны.

Выработка проводилась с применением взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания, которые, как известно, являются самой жесткой проверкой эффективности противовыбросных мероприятий.

Исключение внезапньи выбросов при их провокации взрывными работами после применения для противовыбросной обрэботки призабойного массива предлагаемого способа свидетельствует o его высокой эффективности и возможности п.рактиче1795117

Составитель Г. Смирнов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Шароши

Редактор

Заказ 414 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ контроля и предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении выработок по угольным пластам, включающий бурение шпуров, определение начальной скорости газовыделения, критического значения скорости газовыделения, выхода бурового штыба, установление показателя выбросоопасности

И,.критического значения показателя выбросоопасности, контроль выбросоопасности сравнением полученных значЕний показателя выбросоопасности с критическим, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения внезапных выбросов путем ведения контроля выбросоопасности в процессе бурения шпуров, бурение шпуров производят по потенциально выбросоопасной угольной пачке пласта и вначале бурят по этой пачке два шпура, равноудаленных от кровли и почвы пласта, определяют выбросоопасность пласта по этим шпурам, интервал глубины, на котором получено максимальное значение скорости газовыделения, и при значении показателя выбросоопасности выше критического в створе с ранее пробуренными шпурами на равном расстоянии от них бурят центральный шпур, затем на ту же глубину бурят два дополнительных шпура на равном расстоянии между центральными крайним шпурами и в каждом из них в процессе бурения измеряют начальную скорость газовыделения.в интервале, где получено.ее максимальное значение для первых двух шпуров, и при значении газовыделения выше допустимого хотя бы в одном из шпуров бурят следующую серию промежуточных шпуров в средине между пробуренными шпурами в данном ряду, причем при газовыделении в том же интервале глубины шпура, не превышающем критического значения, следующие ряды шпуров бурят без измерения газовыделения, причем бурение шпуров заканчивают, если расстояние между шпурами в каждом ряду, начиная с второго, не превышает величины удвоенного радиуса эффективного влияния rio наслоению, равной полученному расстоянию между шпурами в первом ряду, а расстояния от крайних рядов до кровли и почвы пласта и между соседними рядами н6 превышает соответственно радиуса эффективного влияния шпура вкрест наслоения, составляющего половину его величины по наслоению, и удвоенного радиуса эффективного влияния вкрест наслоения.