SU1390372A1 - Способ проведени горной выработки вблизи выбросоопасного массива - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу. Цель - повышение эффективности и безопасности способа. Подготовительна  выработка 1 проводитс  буровзрывным способом Вблизи выбросоопас- ного пласта (ВОП) 2. Между последним и выработкой создают предохранительный слой 3. Дл  этого в ВОП 2 бур т р ды нагнетательных сквижин 4 наклонно к ВОП 2 по направлению проведени  выработки 1. Рассто ние между крайними скважинами 4 в р дах принимают превышающее проекцию на ВОП 2 свода естественного равновеси  массива пород вокруг выработки 6. Рассто ние между р дами скважин 4 пре- вышает зону вли ни  выработки на напр женное состо ние породного массива , а в р ду - не более двух радиусов зоны трещинообразовани . После бурени  скважин 4 их зар жают ВВ с демпфирующими прокладками в сторону выработки . В эти скважины нагнетают рабочий агент (тампонажный раствор) и до его схватывани  осуществл ют торпедирование ВОП 2. Затем повторно нагнетают рабочий агент в эти скважины. После схватывани  рабочего агента осуществл ют работы по проходке выработки. 3 ил. с (Л

Description

А-А

00

со о СА:

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано при проведении выработок вблизи выбросо- опасных пластов, расположенных на рассто нии менее 5 м от выбросоопас- ного сло .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и безопасности способа

На фиг,1 показано расположение скважин и выработки относительно пластаJ на фиг.2 - схема проведени  выработок около выбросоопасного пласта , продольный разрез вдоль оси выработки; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2 (сечение горной выработки и расположение нагнетательных скважин)

Способ осуществл етс  следующим образом.

Подготовительна  выработка 1 проводитс  буровзрывным способом вблизи выбросоопасного массива (пласта) 2. Между последним и выработкой создаетс  предохранительный слой 3, дл  чег бур тс  в выбросоопасный массив (пласт 2 р ды нагнетательных скважин 4, которые охватывают зону 5 (рассто ние между крайними скважинами в р ду) выбросоопасного массива (пласта), соответствующую проекции на него зоны свода естественного равновеси  от выработки 6. Рассто ние между скважинами в выбросоопасном слое составл ет не менее двух радиусов трещино- образовани  (2 R-rp) вокруг скважины при ее торпедировании. А нагнетательные скважины 4 бур т на рассто нии, большем зоны вли ни  выработки большем зоны вли ни  выработки (1 цд„ан ) на напр женное состо ние породного массива. После бурени  нагнетательных скважин их зар жают зар дом взрывчатых веществ с демпфирующими прокладками, направленными в сторону выработки. В эти скважины нагнетают рабочий агент (тампонажный раствор) и до его схватывани  осуществл ют торпедирование выбросоопасного пласта. После этого осуществл ют повторное нагнетание раствора в эти же скважины. Взрывные работы по проходке выработки осуществл ют не ранее,- чем через врем , рав ное периоду схватывани  раствора в массиве . Необходимость выдержки периода времени, равного времени схватывани  раствора в массиве после его нагнетани , обусловлена тем, чтобы при

0

0

5

0

5

0

5

0

5

выполнении проходческого цикла по проведению выработки под (над) раз- груженной и дегазированной в результате торпедировани  зоны выбросо- .. опасного пласта, предупредить обрушение предохранительного сло  пород и соответственно самовскрытие выбросоопасного пласта в выработку.

После выполнени  проходческих работ по проведению выработки осуществл ют не менее чем однократное тампонирование пород предохранительного сло  дл  его упрочнени , повы- 1аени  устойчивости и невозможности последующего обрушени . Изобретение предусматрив ает возможность noBbmie- ни  устойчивости всего комплекса крепь - выработка - горный массив при дальнейшей эксплуатации выработки дополнительным последующим нагне- тампонирующего раствора.

Бурение нагнетательных скважин в предлагаемом изобретении осуществл ют на рассто нии друг от друга, не превышающем двух радиусов зоны TpemjiHo- образовани , образованной от взрыв- ных работ при торпедировании массива в каждой скважине. Это обеспечивает полное пересечение выбросоопасного пласта зонами трещиноватости,за счет которых осуществл етс  разгрузка пласта от напр жений и его дегазаци , т.е. снижаетс  его выбросоопас- ность.

При бурении нагнетательных скважин последние внедр ютс  в выбросоопасный слой почвы (кровли) на рассто нии от забо , большем зоны вли ни  самой выработки на напр женное состо ние породного массива . Рассто ние между крайними скважинами в р дах принимают таким образом, чтобы охватить ими проекцию свода естественного равновеси  пород, образующегос  вокруг выработки, на выбросоопасный пласт.

Необходимость бурени  скважин в выбросоопасный пласт на рассто нии, большем зоны вли ни  выработки, объ сн етс  тем, что любое воздействие на выбросоопасный пласт осуществл етс  только в зоне нетронутого масг-,- сива. Этим исключаетс  возможность развити  динамического  влени  от процесса бурени  скважин.

Изв естно, что разрушение вокруг выработки под вли нием активных сил веса пород начинает развиватьс  в

первую очередь в области, котора  называетс  сводом обрушени . Над ним образуетс  свод естественного равновеси , который обеспечивает равновесное состо ние столба пород над выработкой и имеет форму кривой в виде параболы. В св зи с этим, дл  повышени  устойчивости предохранительного сло , т.е. дл  предотвращени  прорыва выбросоопасного пласта при проходке выработки, необходимо, в первую очередь, производить упрочнение наименее устойчивой области вблизи контура выработки - области свода естественного равновеси  пород .

В зоне выбросоопасного пласта область свода естественного равновеси  наиболее полно отражаетс  в своей проекции на выбросоопасный пласт. Следовательно, дл  укреплени  предохранительного сло  тампонирующим раствором и предотвращени  прорыва выбросоопасного пласта скважинами необходимо обурить зону вы- бросоопасного пласта, превышающую проекцию на него свода естественного обрушени  пород вокруг выработки

Большое значение, с точки зрени  повышени  безопасности и эффективности способа, имеют пор док и методы выполнени  работ по торпедированию массива.В момент торпедировани  выбросоопасного пласта возможно разрушение предохранительного сло  под воздействием на него динамической нагрузки. Чтобы это исключить, целесообразно зар ды взрывчатого вещества в нагнетательных скважинах помещать с демпфирующими прокладками, которые необходимо укладывать со стороны предохранительного сло . Это позвол ет в несколько раз снизить напр жени  на фронте ударйой волны в направлении предохранительного пород кого сло  и тем самым исключить возможность его значительного разрушени  в момент торпедировани  выбросоопасного пласта и последующего обрушени  в выработку.

Работы по выполнению темпониро- нани  предусматриваютс  с целью предотвращени  обрушени  пород предохранительного сло  в результате возможного разв зывани  газодинамиче- ского  влени  при проведении выработки , а также дл  повышени  его устойчивости при дальнейшей эксплуатации.

10

15

20

25

55

3903724

особенно при неустойчивых или средней устойчивости породах. Кроме того , необходимость упрочнени  пород предохранительного сло  объ сн етс  тем, что в процессе торпедировани  в нем образуютс  полости и значительное число дегазационно-разгружающиу трещин, которые также существенно снижают его монолитность и устойчивость . Технологи  упрочнени  пород путем принудительного нагнетани  раствора , например химических твердеющих составов, в частности пенополи- урета новым скрепл ющими составами (полиуретаном), заключаетс  в том, что в трещиноватый массив через скважины нагнетают два компонента состава, которые в результате реакции создают вспененную отвержденную систему. За счет распорного эффекта при вспенивании и динамических импульсов от взрывных работ отвержден- ный полиуретан св зывает разделенные трещинами блоки породы в устойчивый массив. Пластичность полиуретана преп тствует разрушению адгезионных св зей при некотором перемещении пород и наложении на них динамических нагрузок. Полную нагрузку на себ  полиуретан может принимать через 2-3 ч. после нагнетани .

При упрочнении пород предохранительной пробки, которые сушестпен- . но ослабл ютс  при торпедировании выбросоопасного пласта, существует некотора  опасность прорыва газодинамического  влени  из зоны нетронутого выбросоопасного пласта в вы- работку. Поэтому и возникает необходимость упрочнени  пород предохранительной пробки с запасом опережени  по фактору невозможности разв зывани  выброса, т.е. отсюда следует, что зона горного массива впереди забо  выработки , расположенна  в предохранительной пробке, подвергающа с  упрочнению раствором через пробуренные скважины, должна опережать любой цикл по проходке выработки на величину зоны безопасного опережени  забо  выработки по фактору динамического  влени .

30

40

-45

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ проведени  горной выработки вблизи выбросоопасного массива, включающий бурение иэ забо  р дов нагнетательных скважин наклонно к выб- росоопасному массиву по направлению проведени  выработки, нагнета1 не в скважины рабочего агента и ведение буровзрывных работ, отличаю- 14 и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности и безопасности способа , нагнетательные скважины бур т в выбросоопасный пласт с рассто нием между р дами, превышающим зону . вли ни  выработки на напр женное состо ние массива, а в р ду - не более двух радиусов зоны трещинообра

   эовани , после чего скважины зар жают взрывчатым веществом с демпфирую- прокладками в сторону выработки и производ т нагнетание рабочего агента, затем производ т .торпедирование взрывоопасного массива и последующее нагнетание рабочего агента,причем рассто ние между крайними скважинами в р дах принимают превышающим проекцию на выбросоопасный массив свода естественного равновеси  массива пород вокруг выработки.

   /

   /

   5

   -/. ч -

   Ш|р

   Фиъ.

   r

   :::: : - :- - :-:--- l

   I

   .. .,

   . . -v

   A Фиг. 2