Способ определения высоты распространения над выработкой зоны техногенных трещин

 

Назначение: изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение точности определения верхней границы зоны распространения трещин и снижение трудоемкости ее определения. Сущность изобретения: в породный массив подают инертный газ путем принудительного разрушения баллончиков с газом. Баллончики размещают в почве выработки. Из разрушенного баллончика газ по образовавшимся в породном массиве трещинам устремляется на дневную поверхность и его выход фиксируют в контрольных скважинах, пробуренных с земной поверхности или из вышерасположенной выработки. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к методам определения высоты распространения зоны техногенных (газопроводящих) трещин, образующихся под влиянием горных работ над выработкой при управлении кровлей обрушением.

Знание высоты распространения зоны техногенных трещин над очистной выработкой имеет большое значение для проектирования дегазационных работ и разработки полезных ископаемых под водными объектами (водоносными горизонтами, реками, ручьями, обводненными балками и т. д. ).

Известен способ определения высоты зоны водопроводящих трещин путем налива воды в скважины, пробуренные по определенной схеме до и после подработки массива горных пород. О высоте зоны водопроводящих трещин судят по понижению уровня воды в скважинах до и после подработки массива пород [1] .

Этот метод сложен и не обеспечивает достаточной точности.

Наиболее близким к изобретению является способ определения трещиноватости горных пород, заключающийся в том, что в выработке бурят инъекционные и контрольные скважины, нагнетают в инъекционные скважины рабочий агент и фиксируют его выход из контрольных скважин [2] .

Этот способ, однако, не позволяет с необходимой точностью определить верхнюю границу зоны техногенных (газопроводящих) трещин. Кроме того, он характеризуется большой трудоемкостью.

Цель изобретения - повышение точности определения высоты распространения зоны техногенных трещин и снижение трудоемкости их определения.

Указанная цель достигается с помощью способа определения высоты распространения зоны техногенных трещин в сдвигающемся массиве горных пород над очистной выработкой, заключающегося в бурении контрольных скважин, подаче и массиве рабочего агента и фиксации его выхода в контрольных скважинах, согласно которому в качестве рабочего агента используют инертный газ, подачу которого в массив осуществляют путем принудительного разрушения баллончиков с инертным газом, размещаемых в почве очистной выработки, а контрольные скважины бурят на различную глубину с дневной поверхности по линии направления движения очистного забоя.

В качестве инертного газа предпочтительно использовать гелий.

Целесообразно, чтобы расстояние между контрольными скважинами соответствовало расстоянию между баллончиками с газом, размещенных в почве выработки, и двойному шагу обрушения основной кровли.

Принудительное разрушение баллончиков с газом можно осуществлять путем их взрывания.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Для определения высоты распространения зоны техногенных трещин, образующихся в сдвигающемся массиве горных пород над очистной выработкой при управлении кровлей обрушением, с поверхности земли или из вышерасположенной выработки по линии направления движения очистного забоя бурят ряд вертикальных скважин I, II, III различной глубины (на чертеже показаны три скважины, в действительности их может быть и больше). Самую глубокую скважину I бурят на глубину, превышающую высоту распространения зоны водопроводящих трещин, которая известна, например, на величину, равную вынимаемой мощности m угольного пласта. Самую короткую скважину III бурят на глубину, не доходящую до предлагаемой верхней границы зоны водопроводящих трещин, например, на 2m. Глубина промежуточных скважин соответствует средним значениям между максимальной и минимальной глубинами. Глубина скважин I и III определяется условием, согласно которому максимальная скважина должна пересечь верхнюю границу Н_т водопроводящих трещин, а минимальная скважина - не доходить до этой границы. Расстояние между скважинами принимается, примерно, равным двойному шагу обрушений основной кровли с тем, чтобы они попадали в стадию активного процесса сдвижения и деформирования пород подрабатываемой толщи.

С приближением линии очистного забоя 1 к скважине III в призабойном пространстве 2 в почве угольного пласта 3 делается канавка 4, в которую уладывают баллончик 5 из легкоразрушаемого материала с инертным газом.

По экономическим соображениям в качестве такого газа предпочтительно использовать гелий. Канавки необходимы для того, чтобы при передвижении механической крепи случайно не повредить баллончики с газом. После подвигания очистного забоя на два шага посадки 2L основной кровли осуществляют принудительное разрушение баллончика с гелием, например, путем его подрыва. Для этого баллончик снабжается взрывопакетом 6. То же самое производят при приближении линии очистного забоя к скважине II и к скважине I и т. д. Расстояние между баллончиками приблизительно равно расстоянию между скважинами, и примерно, двойному шагу обрушения основной кровли.

Гелий из разрушенного баллончика по трещинам, образовавшимся в подрабатываемом массиве пород, устремляется на дневную поверхность. Подвигание его в наблюдательных скважинах фиксируется, например, с помощью прибора "ИНГЕМ-1" или другого аналогичного прибора. В каждой из скважин наблюдения за появлением гелия продолжаются до следующего двойного шага обрушения основной кровли.

О высоте Н_г распространения зоны техногенных трещин в сдвигающемся массиве пород судят по расстоянию от выработки до забоя скважины, в которой зафиксировано выделение гелия. Если появление газа зафиксировано в самой короткой скважине, следовательно, зона Н_г распространяется на высоту, равную расстоянию от выработки до забоя этой скважины. (56) Авторское свидетельство СССР N 1509529, кл. Е 21 С 39/00, 1989.

Авторское свидетельство СССР N 1460254, кл. Е 21 С 39/00, 1989.

Формула изобретения

1. СПОСОБОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ РАСПРСТРАНЕНИЯ НАД ВЫРАбОТКОЙ ЗОНЫ ТЕХНОГЕННЫХ ТРЕЩИН в сдвигающемся массиве горных пород, включающий бурение контрольных скважин, подачу в массив рабочего агента и фиксирование его выхода в контрольных скважинах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения верхней границы зоны распространения трещин и снижения трудоемкости работ, в качестве рабочего агента используют инертный газ, подачу которого в массив осуществляют путем принудительного разрушения баллончиков с инертным газом, размещаемых в почве выработки, а контрольные скважины бурят на различную глубину с дневной поверхности или из вышерасположенной выработки по линии направления движения очистного забоя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют гелий.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контрольные скважины и баллончики с инертным газом размещают в почве выработки примерно на расстоянии равном двойному шагу обрушения основной кровли.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что принудительное разрушение баллончиков с газом осуществляют путем их взрывания.

РИСУНКИ

Рисунок 1