Файл: Проходка шахтных стволов в условиях выбросоопасных пластов..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.06.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

бурения ііа образование Дисков. Следует отметить, что величины"

скоростей для к а ж д о г о метра с к в а ж и н представляют

собой сред­

ние величины

двух — трех

подач

станка. Они использовались при

установлении

корреляционной зависимости

n — f(v), где /г — коли­

чество дисков

иа 1 м, V — скорость

бурения, мм/мин.

 

 

л =

- і ^ і +

2,03;

г =

0,16

±

0,07;

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

п =

14,7о +

15,8;

г =

0,04

±

0,07;

 

 

п =

0,009о° . 0 1 " ;

г =

—0,14

± 0 , 0 7 ;

 

 

/г =

0 , 3 4 е - 6 - 2 ;

г = — 0 , 1 2

±

0,07.

 

Полученные коэффициенты парной корреляции и корреляцион­

ные отношения у к а з ы в а ю т на отсутствие

связи

м е ж д у исследуе­

мыми величинами. Выполненный

анализ подтверждает

положение

о том, что деление

керна

на диски определяется

физико-механиче­

скими свойствами пород и их напряженностью . Этот вывод по­ зволяет подтвердить правомочность локального прогноза, который положен в основу принципа определения выбросоопасности при

установлении зоны

разгрузки (зоны,

в которой выбросоопасность

с н я т а ) , создаваемой

горизонтальной

разгрузочной щелью.

Установление зоны разгрузки щели производилось в следующей

последовательности.

 

Вначале были пробурены скважины слоя

I (скв. № 32—38).

Н а и м е н ь ш а я степень выбросоопасности в

слое установлена по

скв. № 36, керн на глубине 5 м содержит всего 3 диска и несколько цилиндров на длине 220 мм, опоясанных кольцевыми трещинами .

Таким образом, первый слой о к а з а л с я полностью выбросоопасным и поэтому поиск зоны разгрузки был продолжен в направ ­

лении сверху

вниз.

 

 

 

 

 

 

 

Слой I I позволил обнаружить две точки контура зоны разгрузки

(скв. № 43 и № 45). Участок слоя

между

контурными

точками

был исследован с к в а ж и н а м и № № 40, 41 и 42, которые установили

полное отсутствие каких-либо следов выбросоопасности.

Перебу-

ривание с к в а ж и н № 43 и № 45 достаточно четко

у к а з а л о на резкое

изменение степени

опасности на отм. 5 м, т. е.

появление

деления

кернов иа диски. В

слое I I I т а к ж е о б н а р у ж е н ы

две точки

контура

зоны разгрузки (скв. № 48 и № 50).

 

 

 

 

 

 

Массив внутри зоны исследован с помощью

с к в а ж и н

№ №

47,

51, 52, 53, 54,

55. Здесь установлено

отсутствие

признаков

выбро ­

соопасности.

Керн

с к в а ж и н № № 52,

53, 54

и

56 о к а з а л с я

без

дисков и за отметкой 5 м, хотя скважина № 55,

расположенная

между с к в а ж и н а м и

№ 53 и № 54, у к а з ы в а л а

на

четкую

границу

зоны разгрузки.

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, в результате исследования массива под щелью-

были

обнаружены четыре

точки контура

зоны разгрузки . О д н а к о

д л я

уверенного построения

границы зоны

разгрузки недоставало

10 Е. С. Розанцев н д р .

145

под щелью . Керн скважин оказался без признаков выбросоопас­

ности.

Таким

образом, скважины № № 64, 66,

70 и

71 определили

точки

контура зоны разгрузки под щелью (см. рис. 54).

18

января

1971 г., т . е . спустя два месяца

после

бурения сква­

жины

№ 39,

была пробурена скважина № 69.

Если

керн с к в а ж и н

№ 39 и № 46 был с явными признаками выбросоопасности, то в

керне

№ 69 они

отсутствовали

до отм. 5 м. Перебуривание сква­

жин за

отметку

5 м дало керн в

виде дисков.

 

 

 

1,95

 

 

Рис.

54.

Формы

зоны разгрузки:

 

 

/ — первоначальная,

к 28/11

1970 г.; 2 — окончательная, к 20/1

1971

г.

Таким образом, необходимо

обратить внимание

на

влияние

фактора времени на формирование зоны разгрузки. Анализ ре­

зультатов третьего

этапа эксперимента

позволяет выделить

еще

две

особенности.

 

 

 

 

 

 

 

Во-первых,

р а з г р у ж е н н а я

скважина

№

45, пробуренная

в

слое

I I ,

находится

над

скважиной

№ 22 щели,

после бурения

которой

был перерыв сроком один месяц. Отсюда можно сделать вывод о возможности менее интенсивной разгрузки массива над правой частью щели по сравнению с левой, в результате чего первона­

чально зона

разгрузки

о к а з а л а с ь

несимметричной.

Если

разница

во времени

м е ж д у бурением скважин

№ 22 и № 23 щели

состав­

л я л а

1 месяц, то разница между

сроками бурения

с к в а ж и н

№ 39

и № 40 над щелью равна 5 сут.

П о

прошествии

определенного

времени

разгруженной

о к а з а л а с ь

не

только область

с к в а ж и н ы

№ 39, но и скважины №

69.

 

 

 

 

 

 

Во-вторых, ранее отмечалась

несимметричность

первоначаль ­

ной зоны разгрузки над щелью, в

то время как под щелью видна

симметрия зоны. Естественно предположить, что симметрия

зоны

разгрузки

под щелью

о к а з а л а с ь

функцией времени,

т. е.

 

массив

успел

симметрично разгрузиться,

 

 

 

 

 

 

10* 147

Т а к им образом, полученные экспериментальные данные под­ черкивают необходимость учета влияния фактора времени иа фор­

мирование

зоны

разгрузки .

Говоря

о величине зон разгрузки над щелью и под ней, необ­

ходимо отметить

различие почти в 2 раза величин прогибов кри­

вых контура. С

позиций основных положений теории упругости

и пластичности этот экспериментально установленный факт может быть объяснен следующим образом .

Р а з г р у з к а

участка породного

массива тем полнее, чем благо­

приятнее создаются условия д л я

протекания

деформаций

упругого

восстановления, упругого последействия и

обратной ползучести.

Р а з г р у з к а

тела, находящегося

в состоянии трехосного

сжатия,

неизбежно д о л ж н а сопровождаться объемным деформированием . Породы, находящиеся под щелью и расположенные б л и ж е к почве

выработки, оказываются в

менее

благоприятных условиях,

чем

породы; находящиеся н а д

щелью

и расположенные д а л ь ш е

от

кровли выработки .

 

 

 

Проведение сопряжений осуществляется в условиях, более со­ ответствующих состоянию породного массива над щелью, чем под нею. Кроме того, при слоевом способе рассечки сопряжений не­

избежен разрыв

во времени за счет

бетонирования,

тампонирова ­

ния и т. п. работ

м е ж д у завершением

проведения слоя

I и началом

работ в слое П.

 

 

 

Все это дает право рекомендовать д л я практического исполь­ зования соотношение между шириной щели и размером зоны раз ­ грузки, установленное экспериментально для массива, находив­ шегося над щелью . Исходя из изложенных выше положений, вы­

соту зоны разгрузки д л я практических целей следует

принимать

равной величине высоты зоны разгрузки над щелью .

 

 

 

 

Отношение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К =

- ^ -

= - І ^ _ А *

1,2,

 

 

(II.7)

'

 

 

H

1,6

 

 

 

v

 

где Вщ — ширина

щели,

м;

 

 

 

 

 

 

 

Я — о б щ а я

высота

зоны

разгрузки

(над и

под

щ е л ь ю ) ,

м.

К является постоянным Для выбросоопасных песчаников и мо­

жет быть использовано при построении зон разгрузки

д л я различ­

ных величин длины щели в конкретных условиях.

 

 

 

 

 

Определение величины щели, на которую она д о л ж н а

выходить

за стенки выработки д л я обеспечения разгрузки

(снятия выбро-

соопасности породного м а с с и в а ) , производится путем

графического

построения, т. е. нанесения на зону разгрузки габаритов выработки .

Таким образом, д л я обеспечения

разгрузки

слоя

I I сопряже ­

ния разгрузочная

щ е л ь д о л ж н а

выходить за стенки

выработки в

к а ж д у ю

сторону

на величину,

равную 0 , 1 5 В з

и р .

Высота щели

д о л ж н а

быть минимально возможной

по условиям

ее

технического

осуществления.

РА З Д ЕЛ I I I

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВСКРЫТИИ И ПЕРЕСЕЧЕНИИ ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ

СТВОЛАМИ

Г л а в а I

ПРОВЕТРИВАНИЕ ЗАБОЯ СТВОЛА И ВЕДЕНИЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

§ 1. Проветривание и контроль за содержанием метана

Схемы проветривания шахтных стволов, вскрывающих и пере­ секающих пласты! склонные к выбросам, в основном не отличаются от таковых при проведении стволов в обычных неопасных условиях. Различие состоит только в том, что вентиляторы д о л ж н ы устанав ­ ливаться в месте, недоступном д л я поступления метана при воз­ можном внезапном выбросе. Вентиляторы, всасывающие воздух из ствола, располагаются на поверхности при проходке новых и уг­ лубке воздухоподающих стволов, и на действующем горизонте шахты при углубке воздуховыдающего ствола. Вентиляторы, на­ гнетающие воздух в ствол, устанавливают на поверхности при проходке новых и углубке воздухоподающих стволов и могут быть установлены в специальной камере выше действующего горизонта при углубке воздухоподающего ствола.

Наиболее рациональным способом подачи воздуха при пересе­

чении

выбросоопасных

пластов, особенно

при углубке действую­

щих

стволов, является

комбинированный

(нагнетательно-всасы-

ва ю щ и й ) .

Вслучае комбинированного проветривания в стволе находятся трубопроводы д л я нагнетания в забой свежего воздуха и отсасы­ вания отработанного. П р и этом основным является отсасывающий трубопровод.

Наиболее приемлемым способом проветривания по условиям безопасности д л я всех групп опасности пластов является комби­

нированное проветривание. Объясняется это

следующим

образом .

При изучении высоты отброса газов при

взрывании шпуров в

стволах

было установлено, что она не может превышать 45 м,

так как в призабойной зоне ствола имеются обычно

подвесные

полки и

н а т я ж н а я рама, ограничивающая отброс газов.

Расстоя ­

ние от натяжной

рамы до забоя не остается постоянным и колеб­

лется от 10 до 30

м, а от подвесного

полка 12—50 м, что определяет

высоту зоны отброса. Вентиляционный трубопровод

д л я проветри­

вания ствола пропускается

через полки и н а т я ж н у ю

раму. В

этих

условиях комбинированный

способ

проветривания

позволяет

за-

149

тормозить выброшенное метановое облако всасывающим вентиля­ тором и полком, что дает возможность л ю д я м вовремя удалиться из забоя, а в случаях углубки вертикальных стволов из действую­ щих выработок уменьшить з а г а з о в а н н е свежей струи воздуха, поступающей на рабочий горизонт.

Существенным недостатком комбинированного способа провет­

ривания является

неустойчивая аэродинамическая характеристика,

на стабильность

которой оказывают влияние изменение абсолют­

ной производительности всасывающего и нагнетающего трубопро­ вода, расстояние конца трубопровода от забоя .

Всасывающий трубопровод д о л ж е н з а б и р а т ь все количество воздуха, подаваемое нагнетающим трубопроводом, и иметь резерв

производительности для т о р м о ж е н и я газового облака при

внезап­

ном выбросе угля и газа.

 

Недостаток нагнетательного способа проветривания

состоит

в выносе метанового облака свободной воздушной струей, выходя­ щей из трубопровода, одновременно с подъемом аварийной бадьи

слюдьми .

Взависимости от выбранного способа проветривания устанав ­ ливается р е ж и м работы в стволе и на действующем горизонте, с которого производят углубку ствола.

При нагнетательном способе проветривания ствола возможны схемы:

если по стволу выдается воздух с действующего горизонта шахты, то работы проводят одновременно как в стволе, так и в

шахте

(за

исключением случаев о б н а ж е н и я п л а с т а ) ;

 

 

в

случае, когда

ствол является

воздухоподающий,

во время

работ

по углю в забое ствола в шахте д о л ж н а быть

отключена

электроэнергия и выведены люди .

 

 

 

При всасывающем и комбинированном способах

проветривания

возможны

т а к ж е две

схемы:

 

 

 

1.

Если

по углубляемому стволу

выдают воздух

из

шахты, а в

шахте выполняют производственные операции, могущие вызвать внезапный выброс (вскрытие пласта, переход через геологическое

нарушение и т . п . ) , то все работы на этот период в стволе

следует

прекратить;

4

 

 

2.

Если ж е воздух поступает

по углубляемому стволу

в

выра ­

ботки

действующего горизонта,

то требование о прекращении

всех

производственных операций в шахте на момент пересечения выбросоопасного пласта стволом необходимо выполнять.

При всех способах проветривания углубляемых стволов с дей­ ствующего горизонта следует т а к ж е учитывать возможность опро­ кидывания или торможения вентиляционной струи в результате выброса большого количества газа в стволе, что создает неустой­

чивость вентиляционного

р е ж и м а

и чревато опасными

послед­

ствиями.

 

 

 

Проходка шахтных стволов в условиях пересечения

газоопас­

ных и выбросоопасных

пластов

требует регулярного

тщательно

150

Смотрите также файлы