Спосіб керування покрівлею на викидонебезпечних пластах

Ш СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ л РЕСПУБЛИН П9> E 21 С 4 1 / 1 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ ПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ t (21) 4685000/03 *> (22) 03.05.89 (46) 30.05.91. Бюл. № 20 (71) Институт геотехнической механики АН УССР (72) В.Н.Потураев, С.П.Минеев, Л.А.Ваинштейн, В.С.Бабенко и А.А.Рубииский (53) 622.271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1120112, кл. Е 21 Г б / О О , 1983. Временная инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения труднообрушаемой» кровли на выемочнык участках. Л.: ВНИПИ, 1976, с.7-24, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ НА ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТАХ ( (57) Изобретение относится к горной пром-сти и позволяет повысить эффективность и безопасность управления кровлей (К) на выбросоопасных пластах за счет исключения возможности создания в призабойной части очистного забоя пласта зон повышенных концентраций напряжений. При отработ ке полого выбросоопасного пласта по сплошной системе разработки призабой ную часть закрепляют секциями крепи. Откаточный штрек (ОШ) 2 проходят с опережением очистного забоя 1 . Затем в очистном забое 1 определяют шаг посадки основной К. Длину очистного забоя 1 условно разбивают на ряд участков по склонности К к обрушаемости и повышенным напряжениям. На ОШ 2 устанавливают места е и ж будущего разлома К при ее посадке в выработанном пространстве. Из ОШ 2 параллельно очистному забою 1 бурят в К скважины. Их бурят последовательно в местах разлома К по мере перемещения линии забоя to Затем осуществляет торпедирование К. По мере выемки пласта сеисмоакустическим методом определяют повышенные концентрации напряжений в массиве, что говорит о наличии породных консолей. Для ликвидации указанных консолей из забоя 1 бурят скважины параллельно пинии забоя 1 по длине консоли, заряжают их и взрывают. При мощной К скважины бурят в несколько рядов в вертикальной плоскости и в них предварительно подают воду с добавками ПАВ. к з.л„ ф-лы, 4 ил. to СП ю Иэобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке угольных пласт ов, опасных по газодинамическим явлениям. '• Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности управления кровлей на выброгоопасных пластах за счет исключения возможности создания в призабойной части 1652562 пласта зон повышенных концентраций напряжений. На фиг. Т приведен фрагмент очистного забоя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - эскиз обрушения породной консоли кровли в очистном забое; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг.З. На схеме показаны забой 1 угольного пласта, штрек 2, деревянное крепление 3, бутовая полоса 4, линия 5 обрушения пород кровпи в очистное пространство, линия 6 посадки пород кровли в прошедшем цикле, секции 7 крепи ( (С 1 - Ю ) , ожидаемые линии 8 посадок пород кровли в следующих циклах, скважины 9, полости 10 с зарядами ВВ для торпедирования, толща 11 пород кровли, обрушаемая при посадке, проектная линия 12 обрушения пород кровли без предварительного торпедирования пород, фактическая "линия 13 обрушения кровли при производстве ранее торпедирования породного массива зарядами ВВ, скважины 14;пробуренные в консоли неполного обрушения пород кровли, зоны 15 разрушения пород. 10 15 20 25 Способ осуществляется следующим 30 образом. При отработке полого выбросоопасного угольного пласта по сплошной системе отработки разрушение угля осуществляют выемочным комбайном. Штрек охраняют деревянным креплением 35 3 и бутовой полосой 4, Призабойную часть угольного пласта закрепляют секциями крепи. При отработке угольного пласта откаточный штрек 2 про40 ходят с опережением очистного забоя 1. Б очистном забое определяют шаг посадки основной кровли 1Ш,О. Длину очистного забоя условно разбивают на ряд участков по склонности их к обрушаемости кровли: О - б, б-в, в-г, О - б - участок устойчивой кровли в зоне бутовой полосы; б-в - участок зависания консоли кровли (участок повышенных концентраций напряжений)\ 50 в-г - участок стабильных напряжений в призабойиой части пласта. Длину этих участков определяют по маркшейдерским замерам или на основании статистики по визуальным наблюдениям. На откаточном штреке в его опережении устанавливают места е и ж будущего разлома кровли пласта при ее посадке в выработанном пространстве. Со штрека параллельно очистному забою бурят в кровлю пласта скважины. Скважины бурят последовательно в точке е, ж, и т.д., по мере перемещения линии очистного забоя при добыче угля При большой мощности пород кровли скважины 9 для ее предварительного торпедирования бурят в вертикальной плоскости в несколько рядов. Высоту заложения зарядной части 10 сквазкины над угольным пластом определяют по формуле где h _ - мощность легкообрушаемых пород (ложная кровля, непосредственная кровля и . пр.), м; R.u& ~ радиус увлажнения пород, м; та - мощность угольного пласта, м, а углы наклона к плоскости пласта сооружаемых из подготовительных выработок скважин определяют из соотношения Q - arctg h3 - га) к р где соответственно, ширина зоны крепления, бутовой полосы и повышенных концентраций напряжений, м,* высота от подошвы пласта до устья скважины в откаточном штреке, м. Затем осуществляют торпедирование кровли пласта, этим самым перерезают монолитный массив пород кровли. При пересечении очистным забоем перерезанной зоны породная консоль после " принимает вид линии 13, причем при определенных условиях эти кривые сливаются по траектории участка кривой c-g (штрихпунктирная линия) или участка кривой c-k-g (сплошная линия). При выемке угля комбайном в зоне ожидаемого разлома кровли пласта 13 регистрируют сеисмоакустическую активность угольного массива с помощью шахтной аппаратуры ЗУА-4. Вычисляют среднесуточную (сррднрнедельную) сейсмоактивность массива (А..) и одновременно фиксируют ее истинное (конкретное в каждый момент времени) значение. В некоторый мо 4m 6 J652562 ности создания я призабойной части , мент времени возникают аномальные очистного забоя пласта зон повышен- * всплески сеисмоактивности (Ak D ) , гоных концентраций напряжений, опредеворящие о повышении процесса разупрочразуп , ляют шаг посадки кровли и участки ее нения пород (угля) R призабойной зозависания в очистном забое, разбине пласта 0 При отношении этих значевают очистной забой по длине на ряд ний порядка 4, 5 и более процесс разчередующихся участков по склонности упрочнения принимает опасный харакк обращаемости пород кровли и повытер, т.е. критерий опасности сосА 10 шенным напряжениям, а бурение скватавляет кр/^ср^ 4,5 , жин и торпедирование кровли ведут . При регистрации повышенной сейсмона участках повышенных напряжений акустической активности массива пропараллельно ожидаемой линии обрушеизводят отстой забоя (прекращают выния кровли впереди очистного забоя емку) , Затем выемку продолжают. Если 15 'с-шагом, равным шагу посадки кровли. интенсивность сейсмоимпульсов по от2. Способ" по п. 1, о т л и ч а ю ношению к среднему значению остается щ и й с я тем, что участки зависане менее 4,5, то значит существуют ния породных консолей в очистном повышенные концентрации напряжений в забое выявляют сейсмоакустическим * массиве за счет наличия породной кон*® методом. соли (c-k-g). Контроль за нахожде3. Способ по п. ^ о т л и ч а ю нием консоли осуществляют визуально. щ и й с я тем, что при неполном обДля ликвидирования этих консолей как рушении консолей кровли в зонах с зоны повышенных напряжений в призаповышенными концентрациями напряжений, бойной части пласта из забоя лавы 2$ указанные консоли дополнительно торосуществляют бурение скважин 14 папедируют из очистного забоя. раллельно забою по длине консоли на участке c-g. Посредством взрывания в этих скважинах зарядов ВВ образу4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ется зона 15 разрушенных пород, кощ и й с я тем, что перед торпедиро30 ванием кровли в скважины нагнетают торой и ликвидируют консоль. гидроагент, причем зарядную часть При мощной кровле пласта для поскважины ориентируют в зонах слоивышения радиуса торпедирующего дейстости и наличия ослабленных межслоествия взрывных зарядов ВВ в скваживых контактов кровли. нах 9, 14 в них предварительно по5, Способ по п. ^ о т л и ч а ю дают гидроагент - воду с добавками щ и й с я тем, что при большой мощПАВ, Гидрообработку породного масности кровли в вертикальной плоскосива осуществляют перед каждым циксти бурят не менее двух рядов сквалом взрывания зарядов ВВ. жин, при этом высоту заложения заПосле осуществления торпедиро40 рядной части нижней скважины над вания пород кровли пласта выемку угугольным пластом принимают равной ля в забое осуществляют как в обычных зонах, до формирования зависания породной консоли в кровле следующего цикла. 45 где b - мощность легкообрушаемых пород кровли, мі Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я - радиус увлажнения пород, 1. Способ управления кровлей на выбросоопясных пластах,включающий ш - мощность угольного пла-. 50 возведение вдоль штреков бутовкх ста, м, 'полос, контроль за состоянием и выа углы наклона скважин к плоскости бросоопасностьга горного массива, буопределяют из соотношения рение из штреков скважины, торпеди_ Ъ v~ (Ьт - т) 7 Q = arctg r _ +Т— рование кровли, о т л и ч а ю щ к й Kf Бп . об * _ с я тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности управгде Lg - ширина бутовой полосы, м; ления кровлей на выбросоопасных Lj, - ширина зоны крепления в пластах за счет исключения возможочистном забое, м*' I 1652562 h - ширина чоны ожидаемых повышенных концентраций напряжений, м; m Фиг 1 А-А Фиг. 2 - высота от подошвы пласта до устья скважины в штреке, м. 1652562 10 Фцг.з б - 5 Фиг А Редактор З.Ходакова Составитель С.Сопилко Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай Заказ 2185 Тираж 311 . Подписное _ БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород» ул. Гагарина, 101