3.3 Гидрообработка

Гидрообработка массива основной кровли производится также как и торпедирование, через длинные наклонные скважины в режиме гидроувлажнения или гидроразрыва. Использование этого способа впереди очистного забоя позволяет снизить прочностные свойства пород за счет ослабления массива по трещинам и межслоевым контактам, а также за счет развития в дополнительной трещиноватости и расслаиваемости при нагнетании жидкости.

При гидрообработке кровли очень трудно получить равномерное насыщение жидкостью массива в связи с тем, что породы, его слагающие, как правило, обладают весьма низкой проницаемостью. Эффективный радиус обработки основной кровли при гидроувлажнении в зависимости от фильтрационных свойств породного массива может изменяться в пределах от 4 до 11 м. При нагнетании жидкости в скважину в режиме гидроразрыва разупрочнение массива происходит также неравномерно. Гидроразрыв пород протекает неуправляемо, развиваясь на случайных участках скважины и в первую очередь через имеющиеся в массиве трещины породного или техногенного происхождения [11].

3.4 Гидромикроторпедирование

Сущность способа заключается в следующем. В скважинах взрывают небольшие заряды ВВ в оболочке специальной конструкции в водной среде под давлением с последующей гидрообработкой породного массива. Заряды ВВ располагают в местах залегания ослабленных контактов и прослоев. Перед взрыванием первого заряда в скважину нагнетают жидкость для заполнения пор и трещин. После первого взрыва в той же скважине в таком же режиме производятся последующие взрывания. В дальнейшем в скважину нагнетают жидкость. Этими мероприятиями достигается разупрочнение массива за счет образования трещин расслоения и увлажнения пород. Слои обрушаются в несколько стадий и не создают повышенных нагрузок на крепи очистных выработок.

Гидромикроторпедирование применяется при любых типах кровли и системах разработки на шахтах, опасных по газу и пыли, а также по внезапным выбросам угля и газа.

3.5 Взрывогидрообработка

Сущность способа состоит в комбинации передового торпедирования для предварительного создания трещиноватости в массиве труднообрушающихся монолитных пород кровли взрыванием скважинных зарядов диаметром 36–38 мм, массой ВВ 35–40 кг и последующего увлажнения от шахтного противопожарного трубопровода с напором 0,5–1,0 МПа.

После воздействия взрыва и увлажнения пород осадки основной кровли при работе очистных забоев не проявляются. Взрывогидрообработка применяется в основном на пластах с основной кровлей, представленной песчаниками небольшой прочности (60–70 МПа), склонными к размоканию [12].

Рисунок 1 – Картина распределения в модели эквивалентных напряжений, рассчитанных по энергетической теории

3.6 Принудительное обрушение кровли скважинными зарядами

Сущность способа заключается в посадке труднообрушающихся пород над выработанным пространством на высоту до 10 м путем взрывания зарядов ВВ в скважинах, пробуренных параллельно линии очистного забоя. Кровля под действием взрыва разделяется на слои с последующим ее обрушением. Это исключает воздушные удары и формирование больших активных нагрузок на крепи. Принудительная первичная посадка взрыванием скважинных зарядов ВВ в выработанном пространстве применяется только на шахтах, не опасных по газу и взрыву пыли.

Разработанные способы имеют ограниченную область применения на выбросоопасных пластах и пластах большой газоносности, требуют значительных материальных и трудовых затрат для реализации. Поэтому необходима разработка способа направленного разрушения пород основной кровли без динамического воздействия на породы и с соблюдением безопасного режима работы.

Рисунок 2 – Схема дегазации разрабатываемого пласта  (1 – вентиляционный штрек; 2 – откаточный штрек; 3 – газопровод; 4 – дегазационные скважины; 5 – очистной забой; 6 – камера)