Спосіб запобігання динамічним та газодинамічним явищем при розробці ударно- і викидонебезпечних вугільних пластів

1. Способ предотвращения динамиче ских и газодинамческих явлений при разра ботке ударо- и выбросоопасных угольных пластов, включающий бурение из забоя вы работки в угольном пласте шпура, определе ние величины раскрытия зародышевой щели и формирование в концевой части шпура зародышевой щели, герметизацию шпура с сохранением нагнетательной камеры, закачивание в эту камеру водных растворов под давлением до формирования гидроотжима пласта, определение границы зоны гидроотжима пласта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что определяют в зоно влияния выработки направление действия максимальных главных напряжений, в зародышевую щель формируют в направлении действия максимальных главных напряжений, при этом размеры нагнетательной камеры принимают равными величине раскрытия зародышевой щели. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в процессе проведения гидроотжи ма пласта в водные растворы вводят добав ки отвердителя, формируют слой отверждения водных растворов, а за грани цу зоны гидроотжима принимают расстоя ние от забоя выработки до слоя отвердевших водных растворов. 3. Способ по п.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что границу зоны гидроотжима опреде ляют при бурении контрольных шпуров до пересечения ими слоя отвердевших водных растворов в полости зародышевой щели. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения динамических и газодинамических явлений при разработке пластовых месторождений подземным способом. Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению яв ляется гидроотжим пласта [1]. Технологией выполнения гидроотжима предусматривается бурение в краевой части пласта шпуров, выполнение в концевой части каждого шпура зародышевой щели, герметизация шпуров с помощью гидрозатворов, с сохранением нагнетательной камеры, нагнетание в камеру воды или более вязких с > 1 ю О 4727 жидкостей (водо-масляная эмульсия и др.) ПОД да влением ОТ Ртвх ДО Рк, ГДЄ Ртах максимальное, а Р* - конечное давление жидкости в гидрос истеме. Зародышевая щель, прорастая под действием горного дав- 5 ления и давления жидкости, отделяет призлбойную часть пласта от остального массива и смещает ее о сторону приэзбоиного пространства. При этом, о отжатой части пласте происходит снижение уровня напряжений п 10 газоносности безопасных проделоп. Оценка эффективности гидроотжима производится по величине смещения поверхности забоя в призабойное пространство, для чего в краевой части пласта устанавливаются слеци- 15 альные реперы. Недостатком этою способа является сравнительно низкая эффективность особенно при выполнении его в забоях спожной формы (ниши для заводки комбайнов, подго- 20 товительнио выработки). Задача изобретения - повышение эффективности предотвращения динамических и газодинамических заданий при разработке ударо- и выОросоопаслыч уголь- 25 ных пластов путем устранения зон концентрации напряжений в угольном пласте, а тзкже повышение аффективности определения границы зоны гидроотжима. Поставленная задача решается тем, что 30 в способе предотвращения динамических и газодинамических явлений при разработке ударо-и ймбросоопасных угольных пластов, включающем бурение из забоя выработки в угольном пласте шпура, определение вели- 35 чины раскрытия зародышевой щелм и формирование в концевой части шпура зародышоаой щели, герметизацию шпура с сохранением нагнетательной камеры, на качивание а эту камеру содных рчсі воров под 40 давлением до формирования гидроогжкг/з пласта, определение зоны гидроотжмма пласта согласно пзобоетсиию определяют в зоне влияния выработки направления действия максимальных главных напряжений, 45 а зародышевую щель формируют в направлении действия максимальных главных напря же н ий , при это м ра зм еры нагнетательной камеры принимают равными величине раскрытия зародышевой щели. 50 Кроме того, в процессе проведения гидроотжима пласта о годные растворы вводят добавки отвердиюля, формируют слой отвердеванил водных раствороп, а за границу 55 зоны гидроотжимами принимают расстояние от забоя вы работ к'1 до ел о л отвердевших водных растеорэз. Границу зоны гидроотжима определяют при бурении контрольных шпуров до пересечения ими слоя отвердевших водных растворов о полости зародышевой щели. На Фиг.1 приведена схема выполнения способа о подготопитепыюй выработке; на фиг.2 - вид по А~А фиг.1; на фиг.З - взаимосвязь грещиноватости массива и размера на! летательной камеры. Способ осуществляется следующим образом. Аналитический методом, моделированием на оптически чувствительных материалах или интеграторе ЭГДА устанавливается направление максимальных главных напряжений 1 в плоскости пласта 2 вокруг горной выработки. Выбирается точка выполнения зародышевой щели 3. При этом плоскость щоли должна совпадать с направлением одного мз максимальных главных напряжений В концевой части пробуренного шпура 5 формируется зародышевая щель. Эта операция осуществляется механическим способом введением в шпур штанги, оснащенной в концевой части специальной головкой, формирующей кольцевую щепь Q при вращении штанги или с использованием разрушающих водяных струй. В этом случае на кочце трубы, равной подлине пробуренному шпуру, устанавливается специальная насадка, обеспечивающая формирование режу що й струи, перпендикулярной к оси ш( ,рэ. При диаметре выходного отверстия насадки 2,5-3 мм, давлении воды, подаваемой в трубу, Р - 30 МПа и расходе 100-150 л/мин обеспечивается эффективное разрушение угля на удалении от шпура до 0,2-0,5 м. Поворот трубы вокруг оси, осуществляемый зі 10-20 сек, позволяет сформировать зародышевую щель диаметром 0,4-0,8 м и толщиной 2-3 см. После выполнения указанных операций и извлечения мз шпура инструмента доя образования зародышевой сдели е шпур аводигся шланговый герметизатор. Длина нагнетательной камеры, расстояние между горцом шпура її концевой частью герметизатора устанавливается равной величине раскрытия зародышевой щели, Затем в шпур под давлением, близким к геостатическому, подасися водный раствор с огаердитеяем. Зародышевая щель, прорастая под действием і орного давления и давления жидкости, отделяет призабойную часть пласта от угольного массива и смещает ее в сторону призабойиого пространства. После прекращения подачи жидкости, сброса давления и извлечений гсометузаторз происходит быстрая дегазация отжатой части пласта, что исключает внезапные выбросы при ведении 4727 работ по выемке угля. В это же оремя происходит отверждение закачанного раствора в полости трещины между отжатой краевой частью пласта и угольным массивом. проведения выработки контрольных шпуров 7. Расстояние от поверхности забоя до слоя затвердевшего материала, встреченного контрольным шпуром, определяет допустимую глубину выемки. Кроме того, оцениваются размеры зоны гидроотжима по фронту забоя, обеспечиваемые нагнетанием жидкости в один шпур. Контроль эффективности выполненного противовыбросного мероприятия осуществляется бурением из забоя в направлении Фиг.1 йиг.2 4727 30-56 мм Размер нагнетательной камеры в заявляемом способе Равмер нагнетательной камеры в способе прототипе Фиг. 3 Упорядник А.Авербух Замовлення 596 Техред М.Моргентал Коректор' В.Петраш Тираж Підписне Державне па тентне ві домство України, 254655, ГСП, Киї в-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101