Способ образования разгрузочных полостей в массиве и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сееетскии

Сецмалнстнчеснив

Респ ублнк

<с>947438

Ф.

> (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 07. 80 (21) 2970301/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30-07.. 82. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30 ° 07.82 (51) М. Кл.

E 21 F 5/00

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытий (S3) УДЙ622 ° 23. .085.3(088.8) С.С. Меликсетов, В.Т.Сапронов, М.И. Большинский, Л.A. Вайнштейн и B.Â. Яйло (72) Авторы изобретения с д

Донецкий государственный институт проектирования организации шахтного строительства (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ РАЗГРУЗОЧНЫХ ПОЛОСТЕЙ

В МАССИВЕ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования разгрузочных полостей на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа при вскрытии и проведении выработок.

Известен способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа путем образования опережающих скважин большого диаметра (до 250 мм), вызывающих в пласте значительные деформации местные разрушения, усиленное трещинообразование и локальную дегазацию $1).

Основным недостатком способа бурения опережающих скважин большого диаметра является высокая вероятность провоцирования внезапного выброса угля и газа в процессе бурения, что существенно ограничивает их применение.

Известен способ образования разгрузочных полостей в угольном пласте, заключающийся в гидровымынании полостей жидкостью, подаваемой в скважину под давлением 2).

Недостаток способа состоит в ограниченности его использования, так как основным условием гидровымывания является наличие в пласте пачек нарушенного угля с коэффициентом крепости .не более 0,6.

Для нагренания жидкости при образовании разгрузочных полостей используется устройство, состоящее иэ гидрозатнора и клапана с подпружиненным уплотненным штоком 3 .

Основной недостаток устройства заключается в том, что его конструкция не позволяет сбрасывать. воду и, следовательно, возможность его применения ограничивается известными способами.

Цель изобретения — повышение эффективности образования полостей н породах и угольных пластах любой крепости путем создания в скважинах волны разгрузки.

Поставленная цель достигается тем, что после нагнетания жидкости давление в скважинах сбрасывают, при этом процесс повторяют до достижения заданных параметров. разгрузочных полостей.

Способ может быть осуществлен устройством для образования разгрузочных полостей, включающим гидрозатвор и клапан, который соединен с гидроэатнором дросселем, выполненным

З0 в виде труб различного диаметра кон947438 разрез на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1> на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1. 5

Устройство включает клапан и гидрозатвор, который состоит из упругорасширяющегося рукава 1, обжатого с двух сторон втулками 2, 3 и крышками 4, 5. Гидрозатвор и сбрасывающий 10 клапан соединены между собой трубой б, на которой имеется штуцер 7 для подключения к магистрали противопожарного трубопровода. Внутри гидрозатвора и трубы б проходит труба 8.

Свободный конец трубы 8 подсоединен к сбрасывающему клапану, состоящему иэ корпуса 9, уплотнительной манжеты 10, штока 11 переменного сечения. поворотной шайбы 12, крышки 13 с отверстием и пружин 14 и 15. Средняя часть штока 11 и поворотная шайба 12 по внутреннему ее диаметру находятся в винтовом скользящем зацеплении, величина шага винтовой нарезки должна обеспечивать вращение шайбы При выдвигании штока, а.концевая часть штока 11 имеет в сечении конфигурацию, соответствующую конфигурации. отверстия в крышке 13, что исключает поворот штока 11 вокруг продольной аси. За счет разности зазоров 16 между внутренними отверстиями втулок 2 и 3 и наружным диаметром трубы 8 создается избыточное давление воды, чем достигается постоянная гер- 3з метизация стенок скважины и обеспеФормула изобретения передается по трубе 8 на шток 11, 45 сопротивление подачи которого определяется сопротивлением пружины 14, усилие сжатия которой должно превышать в 3-5 раэ сопротивление угля на растяжение. При выдвигании штока

11 происходит поворот шайбы 12, конфигурация наружного сечения которой при определенном положении совпадает с конфигурацией отверстия в крышке 13

При этом шток .11 мгновенно освобожда ется от упора и давление в скважине резко падает, при этом в скважине образуется волна разгрузки, разрушающая стенки скважины. После снижения давления воды под действием пружины

15 шток 11 и шайба 12 возвращаются в исходное положение, а затем после заполнения скважины водой и повышения давления в ней до необходимой величины процесс сбрасывания давления воды в скважине автоматически повто- 65

1. Инструкция по безопасному ведению работ на пластах, склонных к вне-. запным выбросам угля, породы и газа.

М., "Недра", 1977, с. 83-87. центрически расположенных одна в другой, На фиг. 1 представлено устройство, чивается поступление воды в скважину.

Устройство работает следующим образом.

Вода под давлением через штуцер 7 и зазор 16 между трубами б и 8 поступает во внутреннюю полость упругорасширяющегося рукава 1. После заполнения скважины водой давление воды ряется. При очередном цикле срабатывания клапана разрушенный уголь в виде пульпы под действием давления воды и давления газа, выделяющегося из разрушенного угля, выносится наружу через трубу 8 и боковые крышки 13. Управление работой устройства осуществляется автоматически без присутствия людей в забое.

Наиболее целесообразно применять предлагаемый способ в выбросоопасных зонах, характеризующихся высоким напряжением массива и гаэоносностью, так как с ростом напряженного состояния пласта склонность угольного массива к разрушению при разгрузке возрастает.

Преимущество изобретения заключа-, ется в том, что способ образования разгрузочных полостей созданием в скважинах волны разгрузки и устройствс для его осуществления можно использовать в породах и угольных пластах любой крепости, а автоматический режим работы устройства повышает безопасность труда.

1. Способ образования разгрузочных полостей в массиве, включающий бурение скважин, их герметизацию, нагнетание под давлением в скважины жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности образования полостей в породах и угольных пластах любой крепости путем создания в скважинах волны разгрузки, после нагнетания жидкости давление в скважинах сбрасывают, при этом процесс повторяют до достижения заданных параметров разгрузочных полостей.

2. Устройство для образования разгрузочных полостей в массиве, включающее гидрозатвор, клапан с подпружиненным уплотненным штоком, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности образования полостей в породах любой крепости путем создания в скважинах волны разгрузки и автоматического сброса давления жидкости, клапан соединен с гидрозатвором дросселем, выполненным в виде труб различного диаметра, концентрически расположенных одна в другой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

947438

Put 3

УЬ| /

Составитель .Г.Васючкова

Техред М. Рейвес

Корректор,М. Коста

Редактор И. Михеева

Заказ 5581/52 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",. r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

2. Чернов О.И., Розанцев E.C.

Подготовка шахтных палей с газовыброссопасными пластами. М., "Недра", 1975, с. 122-133 (прототип).

3. Оборудование и приборы для комплексного обеспыливания угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик. Каталог-справочник. М., 197, с. 18 (прототип).