Спосіб проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах

Реферат: Спосіб проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах включає буріння шпурів з промивкою водою, гідророзпушування вугільного пласта з високонапірним нагнітанням в нього води і механічне руйнування гірських порід на вибої виробки з одночасним їх зрошуванням водою. Всі гідрооперації здійснюють з використанням тільки однієї високонапірної установки комплексу, потужність якої дорівнює потужності найбільшого гідроспоживача - гідророзпушуючого агрегату, що працює на принципі періодично-зривної кавітації в активному гідроімпульсному режимі. UA 72037 U (12) UA 72037 U UA 72037 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої галузі і може бути використана при проведенні підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах. Відомі способи проведення підготовчих пластових виробок у вугільних пластах, які включають механічне руйнування гірських порід на вибої виробки з одночасним їх зрошенням і уборкою [1]. Прототипом заявлюваної корисної моделі є спосіб проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах, який включає попереднє буріння шпурів з промивкою в площині вибою виробки в напрямку її проведення, високонапірне нагнітання в шпури рідини (гідророзпушування) і послідуюче механічне руйнування гірських порід на вибої виробки з їх зрошуванням і уборкою [2, 3]. Недоліком прототипу є те, що для виконання попереднього буріння шпурів з промивкою рідиною та високонапірного нагнітання рідини в шпури (гідророзпушування) в вибій виробки доставляють буровий та гідророзпушувальний агрегати з їх гідронасосами з послідуючою їх уборкою з вибою після завершення операції. Це зменшує швидкість проведення виробки і, як наслідок, збільшує її собівартість. Єдине, що завжди знаходиться у вибої виробки - це гідронасос для зрошування зруйнованої гірської породи, тому що він, згідно з правилами техніки безпеки, завжди повинен знаходитися на прохідницькому комбайні і завжди повинен бути підключений до шахтного протипожежного водопроводу. Але його потужність (4 кВт) не достатня для промивки шпурів (6-8 кВт) при їх бурінні і, тим більше, для гідророзпушування (18 кВт). Задачею корисної моделі є створення способу проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах, у якому за рахунок використання тільки однієї високонапірної установки прохідницького комплексу виконують всі гідрооперації: промивку шпурів при їх бурінні, високонапірне нагнітання рідини в порожнину шпурів (гідророзпушування) та зрошування зруйнованих гірських порід на вибої виробки після гідророзпушування. Поставлена задача вирішується тим, що високонапірну установку, буровий, гідророзпушувальний та зрошувальний агрегати, розмішують на прохідницькому комбайні комплексу, всі гідрооперації здійснюють з використанням тільки однієї високонапірної установки, потужність якої дорівнює потужності найбільшого гідроспоживача - гідророзпушуючого агрегату, що працює на принципі періодично-зривної кавітації в активному гідроімпульсному режимі, при цьому тиск води, яку подають до бурового, гідророзпушуючого і зрошувального агрегатів, регулюють в залежності від їх технічних характеристик. Генератор кавітації гідророзпушувача в різних режимах роботи (низький підпірний тиск до 0,5 МПа, низький напірний тиск до 5,0 МПа) потребує різну потужність. Лабораторними дослідженнями в ІГТМ НАН України встановлено, що активна кавітація рідини, що протікає через генератор кавітації з критичним діаметром 2,5 мм і кутом розкриття дифузора 25°, має місце при напірному тиску 20,0 МПа і підпірному тиску 3,5 МПа, при цьому потужність високонапірної установки становить 18,0 кВт. Таким чином, гідророзпушувач є найбільшим гідроспоживачем прохідницького комплексу. Тому і потужність високонапірної установки повинна бути не меншою або рівною потужності гідророзпушувача, який працює на принципі періодично-зривної кавітації в активному гідроімпульсному режимі. У сукупності по своїх відмітних ознаках заявлюваний спосіб проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах, який економить час і трудовитрати на доставці у вибій виробки бурового та гідророзпушувального агрегатів з насосами та їх прибиранню з вибою виробки після завершення операцій, забезпечує технічний результат - збільшення швидкості проведення виробок і, як наслідок, зменшення їх собівартості. Передбачуваний спосіб здійснюють наступним чином. Прохідницький комбайн, наприклад КСП-32М Ясинуватського машинобудівельного заводу, споруджують буровим, зрошувальним, та нагнітальним агрегатами з їх гідронасосами, а також високонапірною гідравлічною установкою продуктивністю 60 л/хв., яка може здійснити тиск рідини при нагнітанні від 0,8 до 30,0 МПа. При бурінні шпурів на гідронасос бурового станка з регулюючого пристрою високонапірної установки подають воду під тиском, згідно з його технічною характеристикою, наприклад для промивки шпурів водою на довжину 15 м піддержують тиск води в розмірі 1,5 МПа. Після операції буріння шпурів виконуюсь операцію гідророзпушування вугільного пласта. Для цього один із шпурів герметизують, наприклад герметизатором типу "Таурус", і через нього нагнітають воду у вугільний масив під тиском від 15,0 МПа до 30,0 МПа в залежності від фільтраційних властивостей вугільного пласта. Як при бурінні шпурів, так і при гідророзпушуванні воду подають з використанням тільки високонапірної установки шляхом регулювання вихідним тиском води з неї. Для зрошування зруйнованої гірської породи на вибої 1 UA 72037 U 5 10 виробки вже при проведенні останньої, також використовують високонапірну установку, а тиск води до зрошувального агрегату від регулюючого пристрою установки подають в розмірі 0,81,0 МПа. Джерела інформації: 1. Барон Л.И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами /Л.И…Барон, Л.Б. Глатман, С.Л. Загорский. - М.: "Наука", 1969.-151 с. 2. Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ / Стандарт Мінвуглепрому України СОУ 10.1.00174088-2005. - К.: Мінвуглепром України, 2005.-225 с. (розділ 9. Локальні способи запобігання газодинамічних явищ). 3. Заявка на патент № U201108104 от 29.06.2011 г. Спосіб управління гідроімпульсною дією на вугільний пласт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб проведення підготовчих пластових виробок в газонасичених викидонебезпечних вугільних пластах, який включає буріння шпурів з промивкою водою, гідророзпушування вугільного пласта з високонапірним нагнітанням в нього води і механічне руйнування гірських порід на вибої виробки з одночасним їх зрошуванням водою, який відрізняється тим, що всі гідрооперації здійснюють з використанням тільки однієї високонапірної установки комплексу, потужність якої дорівнює потужності найбільшого гідроспоживача - гідророзпушуючого агрегату, що працює на принципі періодично-зривної кавітації в активному гідроімпульсному режимі, при цьому тиск води, яку підводять до бурового, гідророзпушуючого і зрошувального агрегатів, регулюють в залежності від їх технічних характеристик. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2