способ разгрузки и дегазации пласта

Формула изобретения

Способ разгрузки и дегазации пласта, включающий снижение горного давления и повышение газопроницаемости пород путем их разуплотнения посредством опережающей подработки и под действием веса вышележащего массива, отличающийся тем, что в нижележащем горном массиве проходят устойчивую горную выработку и создают в ее стенках машинные врубы, тем самым на период смыкания врубов временно увеличивают пролет выработки, при этом обеспечивают разуплотнение вышележащего массива, причем после смыкания машинных врубов восстанавливают устойчивость горной выработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для безопасной отработки пласта, например при разработке калийных месторождений.

Известен способ разгрузки и дегазации выбросоопасного пласта путем проведения по нему разгружающих выработок, включающий снижение уровня напряжений и повышение газопроницаемости пород посредством образования между разгружающими выработками зоны плавного деформирования кровли за счет формирования целиков с периодическим изменением их податливости (см. Проскуряков Н.М., Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Управление газодинамическими процессами в пластах калийных руд. - М.: Недра, 1988, с. 230-233).

Недостатком этого способа является невысокий уровень безопасности работ при недостаточной изученности горного массива, имеющего на разных участках различные физико-механические свойства и горно-геологические условия залегания, в результате чего на практике не всегда удается достичь расчетной зоны плавного прогиба кровли пласта.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ разгрузки и дегазации пласта, включающий снижение уровня напряжений и повышение газопроницаемости пород путем их разуплотнения посредством опережающей подработки и под действием веса вышележащего массива при использовании для отработки защитного пласта камерной системы разработки с применением податливых целиков, сжимаемых гравитационными нагрузками (см. Методическое руководство по ведению горных работ на калийных рудниках Верхнекамского калийного месторождения/Уральский филиал ВНИИГ. - М.: Недра, 1992, с.172).

Недостатком этого способа является низкий уровень безопасности работ при отработке защитного пласта из-за недостаточной устойчивости горных выработок ввиду применения податливых целиков.

Целью предлагаемого способа разгрузки и дегазации пласта является повышение эффективности безопасной отработки путем воздействия на газовый фактор за счет разуплотнения пород пласта при одновременном снижении горного давления.

Поставленная цель достигается тем, что в нижележащем горном массиве проходят устойчивую горную выработку и создают в ее стенках машинный (машинные) вруб. Это позволяет на период смыкания врубов временно увеличить пролет данной выработки. Тем самым разгружают вышележащий массив от горного давления и увеличивают зону подработки пласта. Вышележащий горный массив разуплотняется, в результате увеличивается его газопроницаемость, происходит процесс перераспределения газов, ускоряется их фильтрация. Чем дольше период смыкания врубов, тем эффективнее происходит дегазация пласта. По окончании периода смыкания машинных врубов устойчивость горной выработки восстанавливается.

На фиг. 1 изображен пласт 1, нижележащий горный массив 2, устойчивая горная выработка 3 с машинными врубами 4 в ее стенках, А - пролет горной выработки, L - глубина машинного вруба, A+2L - временный пролет выработки 3 после проведения в ней машинных врубов 4, 5 - направление действия горного давления в пласте 1.

На фиг. 2 изображен разуплотненный пласт 1, горная выработка 3, пройденная в нижележащем горном массиве 2 с машинными врубами 4, сомкнутыми под действием горного давления 5, А - восстановленный первоначальный пролет горной выработки 3, 6 - каналы фильтрации газов.

Способ реализуется следующим образом. Для предварительной разгрузки и дегазации пласта 1 в нижележащем горном массиве 2 проходят устойчивую горную выработку 3 с величиной пролета А. В стенках выработки 3 создают машинные врубы 4 глубиной L, таким образом увеличивают общий пролет до величины A+2L и тем самым временно расширяют зону подработки пласта. Под действием горного давления 5 происходит смещение вышележащих пород в пространство машинных врубов 4. При этом вышележащий пласт 1 разуплотняют, и он становится трещиноватым. В результате увеличивают его газопроницаемость, в массиве происходит процесс перераспределения газов и их движение по каналам фильтрации 6. Таким образом, пласт, находящийся выше горной выработки 3, разгружают от горного давления 5 и одновременно увеличивают газопроницаемость пласта, а следовательно, повышают эффективность безопасной отработки пласта 1. По окончании периода смыкания машинных врубов 4 устойчивость горной выработки 3 восстанавливается.

Такой способ целесообразно применять при проходке выработок комбайновыми комплексами в комплекте с устройствами для создания машинного вруба, когда в горном массиве необходимо разгрузить и дегазировать пласт.