RU2471989C1

RU2471989C1 - Method to manage hard-to-collapse roof when mining gas-bearing beds in long faces with mechanical complexes

Info

Publication number: RU2471989C1
Application number: RU2011118658/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Григорьевич Баранов; Марк Абрамович Розенбаум
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-01-10
Also published as: RU2011118658A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method to manage a hard-to-collapse roof includes drilling of long and short inclined wells from preparatory mines into roof rocks, their charging and explosion with the help of explosives beyond a reinforcement line in a mined space. During each explosion of charges a support is arranged in long wells for a board of hard-to-collapse layers separated from the massif from rocks that fall out of the blasting cone along the entire length of the mining face. When exploding charges in short wells, supports are arranged near mine sections, and using established supports, free collapse of the main roof board portion that breaks off the massif during explosion is prevented, as well as pushing out of gas accumulated in the mined space into the bottomhole space of the long face.

EFFECT: increased safety of gas bearing beds mining.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в лавах с механизированными комплексами при отработке газоносных пластов с труднообрушающейся кровлей.The invention relates to the mining industry and can be used in lavas with mechanized complexes during mining of gas-bearing formations with a hard-collapsing roof.

Известен способ управления кровлей в очистном забое, включающий равномерную расстановку однотипных секций механизированной крепи вдоль забоя по всей длине лавы, создание в них начального распора, величину которого изменяют по длине лавы в зависимости от эпюры распределения опорного давления кровли на крепь в продольном сечении лавы, при этом в средней части лавы на участке длиной не менее длины первого шага обрушения основной кровли в каждом выемочном цикле задают распор уменьшенной величины (авт.св. SU №1599559, опубл. 15.10.90).A known method of controlling the roof in the working face, including the uniform arrangement of the same type of sections of mechanized lining along the face along the entire length of the lava, creating an initial spacing in them, the value of which is changed along the length of the lava depending on the diagram of the distribution of the reference pressure of the roof on the lining in the longitudinal section of the lava, this in the middle part of the lava in a section of length not less than the length of the first step of collapse of the main roof in each excavation cycle, a decrement of reduced size is set (ed. St. SU No. 1599559, publ. 15.10.90).

Недостатком этого способа является то, что при отработке газоносных пластов скопившийся в выработанном пространстве газ (метан) выдавливался в призабойное пространство лавы и подготовительных выработок при обрушении основной кровли и тем самым создается опасная обстановка для людей, находящихся в выработках, из-за возможности возникновения взрыва метана или снижения содержания кислорода в атмосфере выработок ниже допустимого по ПБ уровня.The disadvantage of this method is that during the development of gas-bearing formations, the gas (methane) accumulated in the worked-out space was squeezed out into the bottomhole space of the lava and preparatory workings during the collapse of the main roof, and this creates a dangerous situation for people in the workings, due to the possibility of an explosion methane or reducing the oxygen content in the atmosphere of the workings below the acceptable level of PB.

Известен «Способ управления труднообрушаемой кровлей в очистных забоях», отличающийся тем, что до начала ведения очистных работ производят разрушение основной кровли по всему выемочному полю на блоки, равные естественному шагу обрушения, с оставлением пачки породы, прилегающей к угольному пласту. Скважины располагают таким образом, что в процессе взрывания нижние слои кровли над пластом угля остаются ненарушенными, которые предохраняют призабойное пространство от просыпания разрушенных пород при движении блока основной кровли (авт.св. №311011, опубл. 09.08.1971).The well-known "Method of managing hard-to-collapse roofs in working faces", characterized in that prior to the start of treatment works, the main roof is destroyed along the entire excavation field into blocks equal to the natural collapse step, leaving a pack of rock adjacent to the coal seam. The wells are positioned in such a way that during the blasting process, the lower layers of the roof over the coal seam remain intact, which protect the bottom hole from spilling of the destroyed rocks during the movement of the main roof block (ed. St. No. 3111011, published 09.08.1971).

Недостатком способа является то, что при обрушении больших блоков основной кровли происходит выдавливание скопившегося в выработанном пространстве метана в рабочее пространство выработок, что создает опасную обстановку для находящихся в выработках людей.The disadvantage of this method is that when large blocks of the main roof collapse, the methane accumulated in the working space is squeezed out into the working space of the workings, which creates a dangerous situation for people in the workings.

Известен «Способ управления труднообрушаемой кровлей при разработке угольных пластов механизированными комплексами», при котором на заданном расстоянии отработки столба производят искусственную посадку жесткой кровли путем переориентации размещения образующихся блоков породы параллельно кромке забоя со смещением границы обрушения кровли в направлении завала за пределы рабочего пространства лавы. Для реализации метода бурят скважины в борт конвейерного штрека на расстоянии 0,8-1,0 м друг от друга, в которых размещают и взрывают заряды ВВ. При этом линия обрушения основной кровли смещается в сторону завала, вследствие чего механизированная крепь оказывается под защитой консоли основной кровли и не испытывает разрушительных нагрузок во время очередного обрушения основной кровли. В этом случае снижается трудоемкость бурения шпуров, так как эти работы производят не по породе, а по углю (патент RU №2151293, опубл. 20.06.2000).The well-known "Method of managing hard-to-collapse roofs in the development of coal seams by mechanized complexes", in which at a given working distance of the pillar, an artificial roof is artificially planted by reorienting the placement of the formed rock blocks parallel to the edge of the face with the displacement of the collapse of the roof in the direction of the blockage outside the lava working space. To implement the method, wells are drilled into the side of the conveyor drift at a distance of 0.8-1.0 m from each other, in which explosive charges are placed and exploded. In this case, the collapse line of the main roof shifts towards the blockage, as a result of which the mechanized lining is protected by the main roof console and does not experience destructive loads during the next collapse of the main roof. In this case, the complexity of drilling holes is reduced, since this work is carried out not by rock, but by coal (patent RU No. 2151293, publ. 06/20/2000).

Вместе с тем при обрушении плиты основной кровли происходит выдавливание скопившегося в выработанном пространстве метана в призабойное пространство лавы и подготовительных выработок, что создает опасную ситуацию для работающих на участке людей. Этот фактор является основным недостатком рассматриваемого способа.At the same time, when the slab of the main roof collapses, methane accumulated in the worked-out space is pressed into the bottomhole space of the lava and preparatory workings, which creates a dangerous situation for people working on the site. This factor is the main disadvantage of this method.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является «Способ управления труднообрушающейся кровлей в очистных забоях», принятый за прототип (авт.св. RU №313979, опубл. 07.09.1971). При осуществлении способа до начала очистных работ из штреков бурят скважины вертикальным веером и производят взрывание в выработанном пространстве после подвигания очистного забоя за линию скважин на величину радиуса взрывной воронки. Обрушение при взрыве плиты пород основной кровли происходит за линией крепи и поэтому исключается воздействие ее на механизированную крепь при первых осадках.Closest to the technical nature of the claimed method is the "Method of controlling hard-collapsing roof in the working faces", adopted as a prototype (ed. St. RU No. 313979, publ. 09/07/1971). When implementing the method, prior to the start of treatment work, drills are drilled from the drifts by a vertical fan and blast in the worked out space after moving the working face beyond the line of wells by the value of the radius of the explosive funnel. The collapse in the explosion of a plate of rocks of the main roof occurs behind the lining line and therefore excludes its impact on the mechanized lining during the first precipitation.

Однако рассматриваемый способ, как и рассмотренные ранее, не исключает выдавливания газа из выработанного пространства в призабойную зону лавы во время обрушения плиты основной кровли. По этой причине способ не обеспечивает безопасного ведения очистных работ в лавах при отработке газовых пластов.However, the method under consideration, as discussed above, does not exclude the extrusion of gas from the developed space into the bottomhole zone of the lava during the collapse of the main roof slab. For this reason, the method does not provide a safe treatment in lavas during the development of gas reservoirs.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение безопасности отработки газоносных пластов.The technical result of the proposed method is to increase the safety of mining gas-bearing strata.

Технический результат достигается тем, что в способе управления труднообрушающейся кровлей при отработке газоносных пластов в лавах с мехкомплексами, включающем бурение из подготовительных выработок длинных наклонных скважин в породы кровли, заряжание и взрывание их с помощью ВВ за линией крепи в выработанном пространстве, путем рассредоточенного размещения зарядов в скважинах создают при каждом взрыве в выработанном пространстве опору для отделившейся от массива плиты из высыпавшихся из взрывной воронки пород по всей длине очистного забоя, с помощью которой препятствуют свободному опусканию оторванной от массива плиты основной кровли.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling a hard-to-collapse roof during the development of gas-bearing formations in lavas with mechanical complexes, including drilling from preparatory workings of long inclined wells into roof rocks, loading and blasting them using explosives behind the support line in the worked out space, by dispersed placement of charges in each well, in each explosion in the worked-out space, they create a support for the rocks separated from the massif from the rocks that have precipitated from the explosive funnel along the entire length th face, with the help of which they prevent the free lowering of the main roof torn off from the massif of the slab.

Дополнительно бурят попарно короткие скважины у вентиляционного и конвейерного штреков, заряжают и взрывают их с некоторым замедлением относительно времени взрывания ВВ в длинных скважинах.Additionally, short wells are drilled in pairs at the ventilation and conveyor drifts, they are charged and blown up with some slowdown relative to the time of explosive blasting in long wells.

Бурение и взрывание у выемочных штреков коротких скважин в два ряда позволяет обеспечить более надежное подбучивание основной кровли у выемочных штреков, возле которых, как правило, происходит зависание пород основной кровли по мере подвигания лавы и в дальнейшем внезапное обрушение зависающих участков кровли.Drilling and blasting of short boreholes in excavation drifts in two rows allows for a more reliable framing of the main roof of mining drifts, near which, as a rule, the rocks of the main roof hang as the lava moves and subsequently suddenly collapse of the hanging sections of the roof.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены следующие детали способа: фиг.1 - вертикальный разрез пород кровли по линии падения пласта выемочного участка в плоскости расположения длинных скважин; фиг.2 - схема отработки пласта с помощью механизированного комплекса; фиг.3 - вертикальный разрез пород кровли по линии простирания пласта в зоне отработанного участка столба.The invention is illustrated by drawings, which show the following details of the method: figure 1 is a vertical section of the rocks of the roof along the line of incidence of the excavation section in the plane of the location of long wells; figure 2 - scheme of mining the formation using a mechanized complex; figure 3 is a vertical section of the roof rocks along the strike line of the formation in the zone of the worked out section of the column.

Способ осуществляется следующим образом. При отработке угольного пласта 1 (фиг.1), над которым залегает глинистый сланец (непосредственная кровля) 2, выше которого расположен песчаник 3, и подготовке выемочного участка парными выработками 4, 5, 6, 7 в выемочных выработках 5 и 6 проходят камеры 8 и 9, из которых в кровлю бурят длинные наклонные скважины 10 и 11 и короткие скважины 12 и 13. Заряды в длинных скважинах размещают рассосредоточенно по всей длине. Взрывание зарядов ВВ, размещенных в длинных скважинах, производят периодически в выработанном пространстве лавы за механизированной крепью 14 (фиг.2). Раздробленная взрывом порода кровли высыпается из взрывной воронки, образует опору при каждом взрыве, с помощью которой препятствуют свободному обрушению оторванной от массива плиты KLMN основной кровли. Короткие скважины бурят попарно по обе стороны от длинных скважин, заряжают и взрывают с некоторым замедлением относительно времени взрывания ВВ в длинных скважинах. Образовавшаяся при взрыве коротких скважин раздробленная порода образует опоры для основной кровли у штреков, в зоне зависания плиты основной кровли, которая образуется при ведении очистных работ. С помощью созданных опор препятствуют свободному обрушению плиты на площади отработанного участка пласта между предыдущим и очередным взрыванием пород кровли. При каждом взрыве скважин (фиг.3) образуют опоры 17, 18 из раздробленных взрывом пород кровли, с помощью которых поддерживают плиту ABCD и препятствуют ее свободному обрушению. Вследствие этого газ 16, находящийся между обрушившимися ранее породами непосредственной кровли 15 и плитой основной кровли в объеме ADEF не выдавливается плитой в призабойное пространство лавы и поэтому не создается опасная обстановка для людей, находящихся в выработках.The method is as follows. When mining a coal seam 1 (Fig. 1), over which lies shale (direct roofing) 2, above which sandstone 3 is located, and preparing a excavation area with paired workings 4, 5, 6, 7 in the excavation workings 5 and 6, chambers 8 and 9, of which long inclined boreholes 10 and 11 and short boreholes 12 and 13 are drilled into the roof. Charges in long boreholes are spread out over the entire length. The explosion of explosive charges placed in long wells is produced periodically in the worked out space of the lava behind the mechanized roof support 14 (figure 2). The roof rock crushed by the explosion spills out from the explosive funnel and forms a support during each explosion, which prevents the free collapse of the main roof torn off the KLMN slab. Short wells are drilled in pairs on both sides of long wells, charged and blown up with some deceleration relative to the time of explosive blasting in long wells. The crushed rock formed during the explosion of short wells forms supports for the main roof at the drifts, in the hovering zone of the main roof plate, which is formed during cleaning operations. With the help of the created supports, they prevent the free collapse of the slab on the area of the worked out section of the reservoir between the previous and the next blasting of the roof rocks. With each explosion of wells (Fig. 3), supports 17, 18 are formed from roof rocks crushed by the explosion, with the help of which they support the ABCD plate and prevent its free collapse. As a result, the gas 16 located between the previously collapsed rocks of the immediate roof 15 and the main roof slab in the ADEF volume is not squeezed by the slab into the bottomhole lava space and therefore a dangerous situation is not created for people in the workings.

Применение способа позволяет значительно повысить безопасность ведения очистных работ при отработке газоносных пластов в лавах с мехкомплексами.The application of the method can significantly improve the safety of treatment during the development of gas-bearing formations in lavas with mechanical complexes.

Claims

A method of controlling a hard-collapsing roof during the development of gas-bearing formations in lavas with mechanical complexes, including drilling from preparatory workings of long and short inclined wells into roof rocks, loading and blasting them with an explosive behind the support line in the worked-out space, characterized in that with each explosion of charges in long wells create support for hard-breaking layers separated from the plate array from the rocks that have precipitated from the explosive funnel along the entire length of the working face, and when blasting charges in short kvazhinah create a support at the excavation drifts and created via bearings prevent free collapse separated from the array during the explosion of the cooker main roof and its extrusion generated gas accumulated in the space in the face opening lava.