Порядок выполнения лабораторной работы

После проработки основных положений методики эксплуатационной разведки зон, опасных по внезапным прорывам воды или контуров старых затопленных горных выработок проводится разбор ниже приведенного примера эксплуатационной разведки.

Пример. На шахте «Капитальная» для вскрытия серии пластов угля осуществляется проходка квершлага (рис. 4.1,а). Впереди его забоя по направлению проходки ожидается опасный водоносный горизонт, приуроченный к трещиноватым песчаникам. Расстояние от забоя квершлага до кровли водоносного горизонта по нормали 45 м. Высота квершлага вчерне 2.5 м. Определить момент начала эксплуатационной разведки опасного водоносного горизонта, тип разведочной выработки, ее наклон, длину, диаметр и меры безопасности при проходке. Положение проектируемой выработки показать на разрезе.

Решение.

1. Согласно методическим требованиям, эксплуатационную разведку опасного водоносного горизонта будем начинать при приближении к нему забоя квершлага на расстояние (по нормали), равное десятикратной высоте выработки, т.е. через 24 м проходки, когда квершлаг будет находиться от водоносного горизонта на расстоянии 25 м.

2. Разведку будем производить с помощью скважин подземного бурения. Для этого достаточно пробурить одну скважину.

3. Наклон скважины к горизонту составит 33^о, длина с учетом перебурки водоносного горизонта – 33 м, диаметр – 63 мм.

4. В устье скважины будут установлены труба-кондуктор и задвижка Лудло. Бурение будет производиться через обратный сальник.

5. На рис. 4.1,а положение проектируемой скважины показано прерывистой линией.

Пример. В разрабатываемом угольном пласте впереди забоя действующей лавы ожидаются старые затопленные горные выработки (рис. 4.1,б). Контур их показан предположительно. Составить проект эксплуатационной разведки затопленных выработок.

Решение.

1. Так как положение старых горных выработок показано на плане условно, эксплутационную разведку их контура будем начинать за 200 м до подхода к нему действующих горных выработок.

Рис. 4.1. Примеры эксплуатационной разведки опасного водоносного горизонта (а) и контуров старых горных выработок (б)

2. Для обеспечения безопасного ведения горных работ на участке из вентиляционного и откаточного штреков предусмотрим бурение опережающих скважин по угольному пласту таким образом, чтобы они образовали замкнутый контур впереди движущегося забоя и обеспечили наличие барьерного целика над вентиляционным штреком и другими выработками не менее 20 м (при угле падения угольного пласта до 30^о ). Положение проектируемых скважин показано на плане горных работ прерывистыми линиями.

3. Во избежание значительных отклонений скважин от заданного направления длину их принимаем в пределах 50 – 70 м.

4. Повторное бурение опережающих скважин будем производить через 30 – 40 м проходки.

5. После установления действительного положения контура старых выработок дальнейшая разведка будет производиться одиночными скважинами для уточнения степени обводнения и загазованности. Длина скважин будет равняться ширине охранного целика, т.е. не менее 20 м.

Для закрепления приобретенных знаний по методике эксплуатационной разведки опасных водоносных горизонтов и контуров старых горных выработок необходимо решить ряд задач.

Задача 1. По данным детальной разведки и опыта ведения горных работ на вышележащих горизонтах, толща песчаников, залегающих впереди забоя квершлага на расстоянии 30 м (по нормали), характеризуется повышенной водообильностью. Скорость проходки квершлага составляет 3.0 м в сутки, высота его вчерне 2.5 м (рис. 4.2, а). Во избежание опасного прорыва воды в квершлаг выполнить на участке эксплуатационную разведку. Определить:

• момент начала разведочных работ;

• тип разведочных выработок, их количество, направление, сечение, угол наклона к горизонту;

• ожидаемый приток воды (принять давление столба воды на устье в пределах 100 м).

Задача 2. Горные работы шахты №8, разрабатывающей угольный пласт k₃, западным крылом приближаются к затопленным выработкам, пройденным в пределах угольного пласта k₄ (рис.4.2, б). Мощность пласта k₃ 0.9 – 1.0 м. Составить проект эксплуатационной разведки водоопасной зоны, в том числе при проходке подготовительных и вскрывающих выработок, а также при производстве очистных работ. Определить местоположение, количество и длину скважин, их направление и кривизну, меры по безопасной их проходке.

Задача 3. По данным опроса местных жителей, на участке шахтного поля впереди забоя действующей 1-й западной лавы шахты «Комсомольская» ожидаются старые горные выработки, заполненные водой. Их контур предполагаемый (рис. 4.3, а). Составить проект эксплуатационной разведки старых горных выработок с определением: типа разведочных выработок, их количества, сечения, длины, мероприятий по безопасной проходки. Показать положение разведочных выработок на плане.

Задача 4. Горные работы шахты «Комсомольская» со стороны 1-й восточной лавы приближаются к старым затопленным горным выработкам шахты 18 (рис. 4.3, б). Контур их на плане показан по данным инструментальных работ. Составить проект эксплуатационной разведки водоопасной зоны, учитывая, что угол падения пласта не превышает 18^о. Рассчитать ожидаемый максимальный приток воды из скважин и предусмотреть мероприятия по обеспечению безопасной ее проходки.

Контрольные вопросы:

1. Как располагаются опережающие скважины при проходке стволов?

2. С какого расстояния начинается бурение разведочных скважин на водоносные горизонты, опасные по внезапным прорывам воды?

3. Какие мероприятия предусматриваются при бурении разведочных скважин на водоносные горизонты и старые горные работы?

4. С какого расстояния начинается разведочное бурение скважин, если старые и действующие горные работы расположены на одном и том же пласте, при этом положение старых горных выработок неизвестно?

5. Как производится бурение разведочное скважин, если действующие и старые выработки находятся на одном и том же пласте и контур старых выработок точно известен?

6. Как производится бурение разведочное скважин, если горные работы осуществляются в пласте, залегающем под затопленными выработками?

7. Как производится бурение разведочное скважин, если горные работы ведутся в вышележащем пласте, расположенном ниже уровня воды в затопленных выработках нижележащего пласта?

8. Какой максимальный диаметр должны иметь скважин, которые бурятся на старые затопленные горные выработки?

Р ис. 4.2. Исходные данные для решения задачи 1 и 2 лабораторной работы №4

Рис. 4.3. Исходные данные для решения задачи 3 и 4 лабораторной работы №4