Способ предотвращения внезапных выбросов соли и газа

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке выбросоопасных участков калийных пластов длинными очистными забоями с гидромеханизированными комплексами. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности отработки выбросоопасного калийного пласта на полную мощность, а также повышение безопасности работ и уменьшение вредного воздействия инициируемого взрывом выброса соли и газа на оборудование гидромеханизированного комплекса и показатели работы очистного забоя, включая качество руды. Для этого при достижении очистным забоем опасной зоны производят съемку кольцевых глин и строят контур кольцевых глин. Определяют расстояние от линии забоя лавы до дуги кольцевой глины, измеряют длину хорды сегмента контура кольцевых глин. Затем определяют местоположение центра выбросоопасной зоны, по направлению к которому проводят передовую выработку с углом наклона к горизонту, определяемым по приведенному математическому выражению с учетом измеренных параметров. После этого производят инициирование выброса взрывом шпуровых зарядов и выпуск солегазового потока по проводящему каналу-полости в выработанное пространство. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке выбросоопасных участков калийных пластов длинными очистными забоями с гидромеханизированными комплексами.

Известен способ снижения интенсивности выбросов соли и газа (патент RU, 2071567, С1, 6 Е 21 F 5/00, Е 21 С 41/20), включающий увеличение мощности вынимаемой полосы с заглублением в почву пласта в 1,5-2 раза к центру нарушения, формирование проводящего канала в створе инициирующего вруба после обнаружения опасной зоны в призабойной части массива, инициирование выброса взрывом и выпуск солегазового потока по проводящему каналу с необрушенной кровлей в выработанное пространство лавы. Недостатком данного способа является обязательность наличия устойчивой кровли пласта на участках с выбросоопасными зонами, к тому же при большой интенсивности выброса часть солегазового потока, содержащего большое количество глинистых пород попадает в призабойное пространство лавы и заклинивает конвейер. Все это требует большого объема работ по очистке и ремонту оборудования в опасной зоне.

Наиболее близким к предлагаемому является способ предотвращения внезапных выбросов соли и газа (патент RU, 2090757 С1, 6 Е 21 F 5/00), взятый в качестве прототипа, включающий формирование полости в выработанном пространстве смещением прилегающих к оси створа вруба соответствующих фланговых секций крепи и задание траектории солегазового потока выброса углом наклона к горизонту нижнего ряда шпуров инициирующего вруба, однако применение этого способа невозможно при отработке выбросоопасного калийного пласта на полную мощность из-за большого расстояния от почвы длинного очистного забоя до ядра выбросоопасной зоны.

Технический результат изобретения - осуществление возможности отработки выбросоопасного калийного пласта на полную мощность, а также повышение безопасности работ и уменьшение отрицательного воздействия солегазового потока выброса на показатели работы очистного забоя, оборудованного механизированным комплексом.

Технический результат достигается тем, что в способе предотвращения внезапных выбросов соли и газа, включающем определение границ выбросоопасных зон, бурение скважин впереди лавы, взрывание в скважинах зарядов взрывчатых веществ, формирование в массиве впереди лавы передовой выработки, инициирование выброса соли и газа и выпуск солегазовой смеси через дополнительную полость с выходом ее в обрушенное пространство, согласно изобретению, при достижении очистным забоем опасной зоны производят съемку кольцевых глин, строят контур кольцевых глин, определяют расстояние от линии забоя лавы до дуги кольцевой глины, измеряют длину хорды сегмента контура кольцевых глин и определяют местоположение центра выбросоопасной зоны, по направлению к которому проводят передовую выработку с углом наклона к горизонту

где f - угол наклона передовой выработки к горизонту, град;

m - вынимаемая мощность калийного пласта, м;

z - расстояние от кровли калийного пласта до центра выбросоопасной зоны, м;

Н_min - минимальная конструктивная высота секции механизированной крепи очистного забоя, м;

h_выр - высота передовой выработки, м.

а - хорда сегмента контура кольцевых глин, м;

b - расстояние от дуги кольцевой глины до забоя, м.

Способ объясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема определения местоположения центра выбросоопасной зоны в горизонтальной плоскости; на фиг.2 - схема осуществления способа, разрез по простиранию пласта; на фиг.3 - то же, вкрест простирания пласта.

Способ осуществляется следующим образом.

Пласт калийных солей 1, включающий локальное геологическое нарушение 2 типа “мульда погружения” с ядром 3, отрабатывается длинным очистным забоем (лавой) с использованием гидромеханизированного комплекса с секциями крепи 4 и забойным конвейером 5. При подходе забоя к геологическому нарушению 2, известными методами, например по визуальным признакам определяют границы выбросоопасной зоны 6 и местоположение (по длине очистного забоя) передовой выработки (ПВ) 7 с инициирующим врубом 8 для искусственного развязывания внезапного выброса. Начиная с этого момента, в выработанном пространстве в створе ПВ начинают возводить индивидуальную распорную крепь 9, устанавливая стойки в межсекционные зазоры механизированной крепи.

Обнаженную кровлю в створе ПВ поддерживают с помощью индивидуальной крепи 9. По мере подвигания забоя крепь наращивают после выемки каждой полосы. В результате этих работ в выработанном пространстве формируют проводящую дополнительную полость 10 с необрушенными породами кровли, поддерживаемыми индивидуальной или органной крепью.

При достижении очистным забоем опасной зоны работы по выемке пласта прекращают и определяют местоположение центра выбросоопасной зоны (ВОЗ) в горизонтальной плоскости. Для этого производится съемка кольцевых глин и строится контур кольцевых глин. В точку максимального прогиба продуктивных слоев восстанавливается перпендикуляр и определяется расстояние b от линии забоя лавы до дуги кольцевой глины. После этого по забою измеряют длину хорды а сегмента контура кольцевых глин. Затем расчетным путем определяется расстояние с до центра опасной зоны "О" (фиг. 1):

где а - хорда сегмента контура кольцевых глин, м;

R - радиус опасной зоны, м;

b - расстояние от дуги кольцевой глины до забоя, м;

с - расстояние до центра опасной зоны, м.

После этого определяют местоположение центра ВОЗ в вертикальной плоскости по формуле

h=m+z, м,

где h - расстояние от почвы калийного пласта до центра ВОЗ, м;

m - вынимаемая мощность калийного пласта, м;

z - расстояние от кровли калийного пласта до центра ВОЗ (определяется как средняя величина согласно статистическим данным по полостям произошедших выбросов), м.

Затем обуривают ПВ непосредственно в призабойном массиве, причем угол наклона передовой выработки к горизонту задают по формуле

где f - угол наклона передовой выработки к горизонту, град;

m - вынимаемая мощность калийного пласта, м;

z - расстояние от кровли калийного пласта до центра ВОЗ (определяется как средняя величина согласно статистическим данным по полостям произошедших выбросов), м;

Н_min - минимальная конструктивная высота секции механизированной крепи очистного забоя, м;

h_выр - высота передовой выработки (определяется согласно паспорту БВР), м;

а - хорда сегмента контура кольцевых глин, м;

b - расстояние от дуги кольцевой глины до забоя, м.

Непосредственно перед взрыванием с секций, находящихся внутри ограждающих органных рядов крепи, снимают распор и максимально опускают перекрытия к почве пласта. Зазор между верхняками опущенных секций крепи и очистным забоем перекрывается с помощью настила из бревен 11. Очистные работы после проведения инициирующих БВР в лаве осуществляют по обычной схеме после удаления ограждающей органной крепи на участке забойного конвейера, зачистки призабойного пространства для прохода комбайна и закрепления его секциями крепи 4, осуществляемого после вывода комплекса за последнюю стойку оставшейся части органного ряда 9.

В результате осуществления способа появляется возможность отработки выбросоопасного калийного пласта на полную мощность, а также повышается безопасность работ и уменьшается вредное воздействие инициируемого взрывом выброса соли и газа на оборудование гидромеханизированного комплекса и показатели работы очистного забоя, включая качество руды.

Формула изобретения

Способ предотвращения внезапных выбросов соли и газа, включающий определение границ выбросоопасных зон, бурение скважин впереди лавы, взрывание в скважинах зарядов взрывчатых веществ, формирование в массиве впереди лавы передовой выработки, инициирование выброса соли и газа и выпуск солегазовой смеси через дополнительную полость с выходом ее в обрушенное пространство, отличающийся тем, что при достижении очистным забоем опасной зоны производят съемку кольцевых глин, строят контур кольцевых глин, определяют расстояние от линии забоя лавы до дуги кольцевой глины, измеряют длину хорды сегмента контура кольцевых глин и определяют местоположение центра выбросоопасной зоны, по направлению к которому проводят передовую выработку с углом наклона к горизонту

град

где f - угол наклона передовой выработки к горизонту, град;

m — вынимаемая мощность калийного пласта, м;

z - расстояние от кровли калийного пласта до центра выбросоопасной зоны, м;

Н_min - минимальная конструктивная высота секции механизированной крепи очистного забоя, м;

h_выр - высота передовой выработки, м;

а - хорда сегмента контура кольцевых глин, м;

b - расстояние от дуги кольцевой глины до забоя, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3