2.2.4. Гидроотжим краевой части пласта
Гидроотжим краевой части пласта применяется только в действующих очистных и подготовительных забоях при вынимаемой мощности пласта (слоя) не более 2-2,5 м. Схема расположения шпуров для гидроотжима пласта в подготовительном забое приведена на рисунке 2.6. В очистном забое шпуры для гидроотжима располагаются перпендикулярно линии очистного забоя.
Рисунок 2.6 – Схема расположения шпуров для гидроотжима пласта
в подготовительном забое
К параметрам способа гидроотжима относятся:
диаметр шпуров D, мм;
глубина герметизации шпуров Lг, м;
длина шпуров Lc, м;
расстояние между шпурами C, м;
количество шпуров в очистном забое Nшп.
Диаметр шпуров принимается 43-45 мм.
Глубину герметизации Lг (м) выбирают в зависимости от мощности пласта из соотношения
,
(2.18)
Длина фильтрующей части шпура Lф (м) принимается 0,3-0,5 м. При использовании нагнетательного оборудования, позволяющего поднять давление до 30-40 МПа, длину фильтрующей части шпура увеличивают до 0,8-1,5 м.
Расстояние между шпурами С (м) принимается из условия
,
(2.19)
Количество шпуров для гидроотжима в очистном забое Nшп определяется по формуле
,
(2.20)
где Lл – длина выемочного столба по падению пласта, м.
Нагнетание воды в шпуры производят при постоянном расходе с фиксированием давления. После гидроразрыва пласта и падения давления воды в системе до 5 МПа и ниже нагнетание прекращают.
2.2.5. Бурение разгрузочных скважин
Бурение разгрузочных скважин в напряженный массив угля вызывает снижение напряжений вокруг скважины за счет перехода угля в запредельное состояние. Чем выше напряженность массива и больше диаметр скважины, тем больше радиус ее разгружающего действия. Схема расположения разгрузочных скважин в очистном и подготовительном забоях приведена на рисунках 2.7 и 2.8.
Рисунок 2.7 – Схема расположения разгрузочных скважин
в очистном забое
Рисунок 2.8 – Схема расположения разгрузочных скважин
в подготовительной выработке
К параметрам способа относятся:
диаметр скважин D, мм;
длина скважин Lc, м;
подвигание забоя между проведением мероприятий b, м;
расстояние между скважинами С, м;
количество разгрузочных скважин в очистном забое Nоч и боке подготовительной выработки Nпв.
Диаметр разгрузочных скважин D принимается в зависимости от типа бурового инструмента в пределах 100-600 мм.
Длина разгрузочных скважин Lc в боках выработки принимается равной ширине защитной зоны n в краевой части пласта (рисунок 2.8).
Длина скважин впереди подготовительного забоя составляет
,
(2.21)
где b – подвигание забоя между проведением локальных мероприятий.
Длина разгрузочных скважин впереди очистного забоя составляет
.
(2.22)
Расстояние между разгрузочными скважинами С (м) определяется по формуле
,
(2.23)
где k1 - эмпирический коэффициент, учитывающий категорию удароопасности (таблица 2.1);
k2 - эмпирический коэффициент, учитывающий диаметр скважин (таблица 2.2);
k3 - эмпирический коэффициент, учитывающий мощность вынимаемого пласта (таблица 2.3).
Таблица 2.1 – Значения коэффициента k1
Категория удароопасности |
неопасно |
опасно |
k1 |
1,3 |
1,7 |
Таблица 2.2 – Значения коэффициента k2
Диаметр скважин, мм |
100 |
150 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
k2 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,3 |
1,6 |
1,8 |
Таблица 2.3 – Значения коэффициента k3
Мощность пласта, м |
0,5-0,8 |
0,9-1,4 |
1,5-2 |
2,1-3 |
более 3 |
k3 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
Количество разгрузочных скважин в очистном забое Nоч определяется по формуле
,
(2.24)
где Lл – длина выемочного столба по падению пласта, м.
Количество разгрузочных скважин в боке подготовительной выработки Nпв определяется по формуле
,
(2.25)
где Lст – длина выемочного столба по простиранию пласта, м.
Порядок выполнения работы
1. Перед началом выполнения работы студент внимательно изучает теоретические сведения, изложенные в п.2.1, и методики расчета параметров мероприятий по предотвращению горных ударов, приведенные в п.2.2.
Усвоение материала проверяется контрольными вопросами, приведенными в п.2.4.
2. Производится расчет параметров мероприятий по предотвращению горных ударов по формулам (2.1)-(2.25).
Расчеты параметров регионального и глубинного увлажнения угольных пластов производятся для выемочного столба с построением схем рисунков 2.2 и 2.3.
Расчеты параметров гидрорыхления, гидроотжима и бурения разгрузочных скважин производятся для очистного и подготовительного забоев с построением соответствующих схем аналогично рисункам 2.4-2.8.
Исходными данными для выполнения расчетов являются:
вынимаемая мощность пласта m, м;
угол падения пласта α, град.;
длина выемочного столба по падению (длина лавы) Lл, м;
длина выемочного столба по простиранию Lст, м;
ширина подготовительной выработки а, м.
Варианты исходных данных приведены в таблице 2.4.
3. После изучения теоретических сведений, выполнения расчетов, построения схем с указанием численных значений параметров работа представляется к защите.
Контрольные вопросы
1. Определение ширины защитной зоны в краевой части пласта.