Способ управления труднообрушаемой кровлей

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов с труднообрушаемой кровлей. Цель - повышение эффективности управления труднообрушаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения. В породы труднообрушаемой кровли бурят скважины в плоскости, параллельной напластованию. В каждой скважине по ее образующим нарезают щели. Последние формируют на длину ΔL и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли L<SB POS="POST">1</SB>, которые определяют из соотношений для первичного обрушения пород основной кровли. Из полученных трех решений выбирают наименьшее ненулевое значение параметра ΔL. Задавая необходимый в данных горно-геологических и горно-технических условиях шаг обрушения основной кровли, определяют пространственное положение и размеры щели, которую требуется нарезать в породах основной кровли. Параметры L<SB POS="POST">1</SB> и ΔL обеспечивают расположение щели в наиболее напряженной области кровли и определяют критическую длину этой искусственной трещины. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9)SU(II) А1 (59 4 Е 21 С 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4) 93923/23-03 (22) 26.)1.86 (46) 30.08.89. Бюл. N 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт и Карагандинский политехнический институт (72) Х.iK. Халманов, Б.Б. Жамакаева, К.Д. Ли, Н.Х, 1!!арипов и Д.К. Атыгаев (53) 622 ° 271 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

E,?! 4)/04, )98).

Авторское свидетельство СССР

N 825962, кл. Е 21 С 41/04, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУ1!!АЕМОЙ КРОВЛЕЙ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано при разработке угольных пластов с труднообрушаемой кровлей. Цель — повышение эффективности управления труднообрушаемой кровлей з а счет обе спечения заданного шага ее обрушения. В

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов с труднообрушаемой кровлей.

Цель изобретения — повышение эффективности управления труднообрушаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения.

На фиг.1 приведена схема определения длины щели для первичного обрушения труднообрушаемой кровли; на фиг.2 — то же, для последующих обру2 породы труднообрушаемой кровли бурят скважины в плоскости, параллельной напластованию. В каждой скважине по ее образующим нарезают щели.

Последние формируют на длину Аl и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли 1,, которые определяют из соотношений для первичного обрушения пород основной кровли. Из полученных трех решений выбирают наименьшее ненулевое значение параметра 5 1

Задавая необходимый в данных горногелогических и горно-технических условиях шаг обрушения основной кровли, определяют пространственное положение и размеры щели, которую) требуется нарезать в породах основной кровли. Параметры 1, и Л 1 обеспечивают расположение щели в наиболее напряженной области кровли и определяют критическую длину этой искусственной трещины. 4 ил. шений (1 — угольный пласт, 2 — не— посредственная кровля, 3 — труднообрушаемая основная кровля, 4 — скважина и 5 — щель); на фиг.3 — расположение скважин в пределах выемочного столба; на фиг.4 — схема образования щели изнутри каждой скважины.

Способ реализуется следующим образом.

В породы труднообрушаемои кровли

3 бурят скважины 4 в плоскости, параллельной напластованию. Расстояние

1504338 между скважинами соответствует з аданному шагу обрушения основной кровли, который определяется по известным формулам с учетом характеристик кровли и мехкрепей. Затем породы кровли через скважины обрабатывают растворами химически или поверхностно-активных веществ, Далее изнутри каждой скважины по ее образующим на- 10 резают щель на всю длину той части скважины, которая расположена в расчетной области кровли. При этом щели формируют на длину А1 и на расстоянии от ближайшей вершины щели 15 до средней линии труднообрушаемой кровли, которые определяют из соотношений — для первичного обрушения пород основной кровли

20

1, = с(25

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

arccos x

3 с y (Н)

35 с +L где а с

45

b1 = с где 1, 2с

1, = с(k

2 р с 213

Ë1, = — --- --- cos x

За 3

1 18 13 à kgс1

3 --- Т, (Н) 1

2 с 2 13 3Г н

5 1 = --- — -- cos

За 3 3 при этом из полученных трех решений выбирается наименьшее ненулевое значение параметра Ь 1.

Для последующих обрушений основной кровли расстояние от средней линии основной кровли до ближней вершины щели, м; мощность нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; коэффициент Пуассона пород основной кровли; длина щели, м трещиностойкость пород

3 /z.. основной кровли, YH/м средний объемный вес вышележащих пород, Н/мз, расстояние от дневной поверхности до верхней границы нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; шаг обрушения основной кровли, м; давление вышележащих пород, H /м ;

q — давление пород основной кров1

7 ли мощностью 2с, Н/м

Задавая необходимый в данных горно-геологических и горно-технических условиях шаг обрушения основной кровли, по указанным уравнениям определяют пространственное положение и размеры щели, которую требуется нарезать в породах основной кровли. Параметры 1,, Ь 1 обеспечивают расположение щели в наиболее напряженной области кровли и определяют критическую длину этой искусственной трещины, необходимую для ее развития в этих условиях, что приводит к обрушению пород кровли с заданным шагом.

Способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий бурение скважин в породы труднообрушаемой кровли пласта, формирование в каждой из них щели, герметизацию скважины и нагнетание в нее жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления труднообрушаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения, скважины в породы труднообрушаемой кровли бурят в плоскости, парал ельной напластованию, а щели нарезают по образующим скважины, при этом щели формируют на длину д1 и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли 1,, которые определяют из соотношения — для первичного обрушения кровли

2Мс 2 3

d1 = — — — — — cos (— arccos

За 3 3

1504338 где 2с

18+3 à krc 1

3 -с (U (gH) ) 2 с Га 13 1

За 3

1 ;

cos (- — — arccos гс

1813. à k r )

4с +L где а с

51 = с при этом иэ полученных трех решений Ü1 выбирают наименьшее ненулевое, а для последующих обрушений кровли

15 мощность нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; коэффициент Пуассона пород основной кровли; трешиностойкость пород основной кровли "Gi/м, средний объемный вес вышележащих пород, Н/м, расстояние от дневной поверхности до верхней границы нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; шаг обрушения основной кровли, м; давление вышележащих пород, Н/м давление пород основной кровли мощностью 2С, Н/м

1 504338

Составитель С. Сопилко

Редактор И. Касарда Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 5226/33 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101