2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ГОРНЫХ УДАРОВ

2. 1. Общие сведения о мероприятиях по предотвращению горных ударов

Горный удар представляет собой быстропротекающее разрушение целика или краевой части угольного массива, вызванное мгновенным превращением потенциальной энергии сжатых горных пород и угля в кинетическую, проявляющееся в виде выброса угля в горные выработки.

Для предотвращения возникновения горных ударов в подготовительных и очистных выработках применяются мероприятия, основанные на эффекте создания в примыкающей к выработке краевой части угольного пласта защитной разгруженной зоны, исключающей вероятность возникновения горных ударов. Ширина защитной зоны n в зависимости от мощности пласта (или высоты вынимаемого слоя) m определяется по номограмме, приведенной на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Номограмма для определения ширины защитной зоны n /7/

Для создания защитной зоны применяются следующие мероприятия:

• гидрообработка краевой части пласта;

• бурение разгрузочных скважин;

• камуфлетное взрывание.

Гидрообработка краевой части пласта может осуществляться несколькими способами:

• региональное увлажнение пластов из полевых выработок и выработок, пройденных по другим пластам;

• глубинное увлажнение через скважины, пробуренные из подготовительных выработок опасного пласта;

• гидрорыхление через скважины, пробуренные из забоев очистных и подготовительных выработок;

• гидроотжим через шпуры, пробуренные из забоев очистных и подготовительных выработок.

2. Расчет параметров мероприятий по предотвращению горных ударов

2.2.1. Региональное увлажнение угольных пластов

Региональное увлажнение обеспечивает заблаговременную гидрообработку опасного пласта до его вскрытия через скважины, пробуренные из полевых выработок или выработок, пройденных по другим пластам. Параметры расположения скважин выбирают таким образом, чтобы обеспечить равномерное увлажнение пласта в пределах яруса (этажа). Схема расположения скважин для регионального увлажнения пласта приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема расположения скважин для регионального

Увлажнения пласта, склонного к горным ударам

К параметрам способа относятся:

• диаметр скважин D, мм;

• глубина герметизации скважины L_г, м;

• темп нагнетания Q, м³/ч;

• норма увлажнения пласта N, л/т;

• расстояние между скважинами по падению C₁ и простиранию С₂, м;

• количество воды, подаваемой в скважину, V, м³;

• общее количество скважин регионального увлажнения N_скв.

Скважины для регионального увлажнения бурят диаметром 56-90 мм и оборудуют на всю длину водоподающими трубами с фильтром.

Глубина герметизации скважин принимается не менее 10 м.

Для определения расстояния между скважинами рассчитывается радиус эффективного увлажнения пласта R (м) по формуле

, (2.1)

где Q – темп нагнетания, принимается в зависимости от производительности насосной установки:

• для УН-35 - 2,1 м³/ч;

• для НВУ-30М - 1,8 м³/ч;

t – время нагнетания, принимается в пределах 200-300 ч;

m – мощность пласта, м;

N – норма увлажнения пласта, принимается 20-30 л/т;

 – объемная плотность угля, =1,3 т/м³.

Расстояния между скважинами по падению С₁ и простиранию С₂ должны отвечать условию

. (2.2)

Количество воды V (м³), которое необходимо закачать в каждую из скважин, определяется по формуле

, (2.3)

где C₁, С₂ – расстояния между скважинами по падению и простиранию пласта, м.

Общее количество скважин регионального увлажнения N_скв определяется по формуле

, (2.4)

где L_л – длина выемочного столба по падению пласта, м;

L_ст – длина выемочного столба по простиранию пласта, м.

2.2.2. Глубинное увлажнение пласта

Глубинное увлажнение проводится при подготовке и отработке выемочных столбов и этажей из подготовительных выработок вне зоны влияния очистных работ по схеме, приведенной на рисунке 2.3.

К параметрам способа глубинного увлажнения относятся:

• диаметр скважин D, мм;

• глубина герметизации скважины L_г, м;

• расстояние между скважинами C, м;

• длина скважин L_c, м;

• норма увлажнения пласта N, л/т;

• количество воды, подаваемой в скважину V, м³;

• темп нагнетания Q, м³/ч;

• время нагнетания воды в скважину t, ч;

• общее количество скважин глубинного увлажнения N_скв.

Рисунок 2.3 – Схема расположения скважин для глубинного увлажнения

пласта

Диаметр скважин D принимается 56-90 мм.

Глубина герметизации скважин L_г (м) принимается равной не менее ширины защитной зоны n, определяемой по номограмме рисунка 2.1.

Расстояние между скважинами С должно соответствовать условию

, (2.5)

где L_г – глубина герметизации скважины, м.

Длина скважин L_с (м) вычисляется по формуле

, (2.6)

где L_л – длина выемочного столба по падению, м.

Норма увлажнения пласта N принимается 20-30 л/т.

Количество воды для закачки в скважину определяется по формуле

, (2.7)

где  – объемная плотность угля, =1,3 т/м³.

Темп нагнетания воды в скважину Q (м³/ч) принимается равным производительности насосной установки:

• для УН-35 - 2,1 м³/ч;

• для НВУ-30М - 1,8 м³/ч.

Время нагнетания воды в скважину t (ч) определяется по формуле

. (2.8)

Общее количество скважин глубинного увлажнения N_скв (при нагнетании из одной выработки) определяется по формуле

, (2.9)

где L_ст – длина выемочного столба по простиранию пласта, м.