Спосіб розробки викидонебезпечних вугільних пластів

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутых угольных пластов. Известен способ выемки выбросоопасных угольных пластов, включающий оценку выбросоопасности пласта, определение размеров выбросоопасной и неопасной зон по всей длине очистного забоя, выемку механизированным комплексом и разгрузку выбросоопасного массива путем одновременной выемки угля с опережением в неопасной зоне по крайней мере на два цикла, а после прохода опасной зоны, очистной забой выравнивается [1]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ механизированной выемки полезного ископаемого, включающий контроль за состоянием выбросоопасности пласта путем измерения сейсмоактивности пласта и подачу выемочного механизма вдоль линии очистного забоя. Контроль за выбросоопасностью осуществляют в процессе подачи выемочного механизма, при этом для каждого пласта предварительно определяют зависимость сейсмоактивности пласта от скорости подачи выемочного механизма в опасных и неопасных зонах, по которой устанавливают критический уровень сейсмоактивности, а подачу выемочного механизма производят со скоростью, при которой сейсмоак-тивность пласта ниже ее критического уровня [2]. Недостатком этого способа является низкая производительность выемки, обусловленная вынужденными периодическими остановками угольного комбайна в зонах с повышенной выбросоопасностью. Кроме того известный способ не учитывает физическую природу развязывания внезапных выбросов при разработке крутых пластов, поскольку изменяющаяся структура пласта и вмещающих пород варьирует критическую сейсмоактивность в очень широких пределах, тем самым не обеспечивается безопасность ведения горных работ. Настоящее изобретение направлено на повышение производительности выемки угля на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, при обеспечении безопасности ведения горных работ. Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе разработки выбросо-опасных угольных пластов, основанном на контроле за состоянием выбросоопасности угольного пласта и выемке угля механизированным комплексом полосами вдоль линии очистного забоя, перед выемкой очередной полосы угля на поверхности забоя по наиболее слабой пачке пласта определяют прочность угля, а выемку угля производят заходками, не превышающими величину зоны разгрузки, определяемую из соотношения: s I = 4,19( o ) - 0, 7946 + K , (1) m где m - мощность пласта, м; s o - поверхностная прочность угля, МПа; К-поправочный коэффициент, учи тывающий литологический состав пласта. Способ осуществляют следующим образом. Перед каждым циклом выемки очередной полосы угля определяют величину зоны разгрузки по прочности угля на поверхности очистного забоя, рассчитывая ее с учетом мощности пласта по формуле (1). Затем производят выемку угля механизированным комплексом полосами вдоль линии очистного забоя на глубину, не превышающую величину разгруженной зоны. В природных условиях весьма редко встречаются пласты простого строения. Пласты угля, опасные по внезапным выбросам, чаще др уги х характеризуются сложностью структуры, наличием пачек и пропластков с резко отличными прочностными характеристиками. Напряженное состояние угольного пласта неоднородного по мощности сводится к установлению превалирующего влияния прочностных характеристик отдельных пачек. Наименьшее из напряжений и будет наиболее вероятным для рассматриваемого пласта, а, следовательно, определять зону разгрузки. Таким образом, при сложном строении пласта корректируют величину зоны разгрузки, для чего вводят поправочный коэффициент К. Коэффициент К определяют бурением по наиболее слабой пачке и регистрацией резкого повышения прочности угля. Затем сравниванием полученной величины зоны разгрузки с вычисленной по формуле (1) определяют поправочный коэффициент К. При очередном изменении литологического строения пласта поправочный коэффициент К определяют заново. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен график зависимости разгруженной зоны от поверхностей прочности угля и мощности пласта: на фиг.2 -зависимость прочности угля от длины скважины (начиная от устья) в различных точках лавы, где а) - измерения проводились в 20 м ниже вентиляционного штрека; б) в 35 м ниже вентиляционного штрека; в) в 50 м ниже вентиляционного штрека; г) в 65 м ниже вентиляционного штрека. Известно, что снижение уровня напряжений в краевой части угольного пласта и ее дегазация происходит вследствие деформирования пласта, сопровождающегося смещением угля в призабойное пространство, ростом в нем трещин и как следствие созданием условий для десорбции и фильтрации газа. Косвенным признаком формирования в пласте зоны, безопасной в отношении га-зодинамичеких явлений, следует считать сближение боковых пород в призабойном пространстве. Размеры зоны разгрузки в краевой части пласта зависят от целого ряда факторов, однако наибольшее влияние оказывают прочностные характеристики пласта и его мощность. С целью установления зависимости между шириной зоны разгрузки и характеристиками угольного пласта были выполнены шахтные экспериментальные исследования, включающие измерение прочности пласта и оценку безопасной глубины выемки, регламентируемой нормативными документами. Результаты измерений представлены на фиг 1 Обработка полученных данных методами математической статистики показывает, что с доверительной вероятностью 0,95 зависимость I = ( so , m) описывается уравнением s o - 0,795 ) +K m где m - мощность пласта, м; s o - прочность угля на поверхности забоя, МПа; К - поправочный коэффициент, м. I = 4,19(