RU2342536C1 - Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты - Google Patents
Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342536C1 RU2342536C1 RU2007117298/03A RU2007117298A RU2342536C1 RU 2342536 C1 RU2342536 C1 RU 2342536C1 RU 2007117298/03 A RU2007117298/03 A RU 2007117298/03A RU 2007117298 A RU2007117298 A RU 2007117298A RU 2342536 C1 RU2342536 C1 RU 2342536C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trunk
- combustible material
- barrel
- water
- volume
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и предназначено для ликвидации аварийной ситуации при внезапном прорыве воды. Массив горных пород в окрестности устья ствола обуривают скважинами и оконтуривающими шпурами. Складируют глинистый материал внутри контура. Размещают взрывчатые вещества в скважинах и шпурах и инициируют взрыв. Техническим результатом является сокращение времени и материальных затрат на подготовку к одновременному сбросу негорючего материала. 2 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и предназначено для ликвидации аварийной ситуации при внезапном прорыве воды из погашенных горных выработок верхних горизонтов через вертикальный ствол шахты в действующие выработки нижнего горизонта.
Известен способ ликвидации вертикального ствола шахты, включающий перекрытие сечения ствола полком и засыпку ствола негорючими материалами (Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1974, с.48).
Недостатки известного способа следующие. Поступление больших объемов воды в ствол при внезапном ее прорыве исключает возможность возведения полка для перекрытия сечения ствола. При отсыпке негорючего материала без возведения полка он заполняет зумпф и располагается над зумпфом в виде конуса под углом естественного откоса. На поверхности конуса материал находится в предельном равновесии и попадающий на эту поверхность при дальнейшей засыпке ствола материал легко уносится водным потоком, обладающим большой кинетической энергией. В результате этого весь отсыпаемый материал не задерживается на сопряжении, а выносится водой в выработки нижнего горизонта, что не позволяет перекрыть сечение ствола и ликвидировать внезапный прорыв воды в действующие выработки.
Известен также принятый за ближайший аналог способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты (патент РФ №2261332, МПК Е21F 5/00, Е21D 11/38, опубл. 27.09.2005, БИ №27), включающий перекрытие сечения ствола раскрывающимся полком, предварительное складирование негорючего материала над полком в объеме, необходимом для одновременного сброса, который определяют из выражения
V=S(l+h+2d)+bh2ctgφ,
где S - сечение ствола в свету;
l - глубина зумпфа;
h - высота сопряжения у ствола;
d - диаметр ствола в свету;
b - ширина сопряжения у ствола;
φ - угол естественного откоса негорючего материала, причем негорючий материал составляют из сыпучей и глинистой частей, которые складируют послойно, а объем глинистой части принимают равным объему пор сыпучей части, кроме того, последующий сброс негорючего материала продолжают в объемах, не меньших объема водопритока.
Недостаток способа - значительные временные и материальные затраты на подготовку к одновременному сбросу негорючего материала в ствол, связанные с изготовлением и установкой специального раскрывающегося полка, а также с добычей, транспортировкой и складированием негорючего материала.
Задачей изобретения является сокращение времени и материальных затрат в период подготовки к одновременному сбросу негорючего материала в ствол.
Для получения необходимого технического результата в известном способе, включающем перекрытие сечения ствола полком, предварительное определение необходимого объема негорючего материала, складирование глинистого материала, одновременный сброс негорючего материала и последующее сбрасывание негорючего материала в объемах, не меньших объема водопритока, предлагается массив горных пород в окрестности устья ствола обурить скважинами и оконтуривающими шпурами, складировать глинистый материал с внутренней стороны контура на поверхности, разместить в скважинах и шпурах взрывчатые вещества и инициировать взрыв, а объем глинистого материала Vг определять из выражения
n - коэффициент остаточного разрыхления разрушенных пород при падении в ствол;
d - диаметр ствола в свету.
Именно перекрытие сечения ствола полком, добыча сыпучей части негорючего материала из горного массива в окрестности устья ствола и складирование глинистой части в объеме, необходимом для создания водонепроницаемой пробки только в самом стволе над сопряжением, обеспечивает сокращение времени и материальных затрат на этапе выполнения работ по подготовке к одновременному сбросу негорючего материала в ствол.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан вертикальный разрез массива горных пород в устье ствола с расположением скважин, оконтуривающих шпуров и глинистой части негорючего материала;
на фиг.2 - вертикальный разрез ствола на участке сопряжения его с выработками действующего горизонта после одновременного сброса материала.
Способ реализуется следующим образом. При внезапном прорыве воды в ствол 1 (фиг.1) над его устьем 2 монтируют легкий полок 3 (из балок со сплошным настилом) с ограждением 4. В горном массиве 5 в окрестности ствола 1 бурят скважины 6 и оконтуривающие шпуры 7 с перебуриванием скважин 6 за пределы контура 8 планируемого разрушения пород. Величина перебура скважин назначается с учетом коэффициента использования скважин. Объем разрушения пород и крепи 9 ствола Vм с учетом коэффициента остаточного разрыхления принимается равным объему, необходимому для надежного перекрытия сечения ствола
Vмn=S(l+h+2d)+bh2ctgφ,
где n - коэффициент остаточного разрыхления разрушенных пород при падении в ствол, n=1,08;
S - сечение ствола в свету;
l - глубина зумпфа;
h - высота сопряжения у ствола;
d - диаметр ствола в свету;
b - ширина сопряжения у ствола;
φ - угол естественного откоса обрушенных пород.
Для улучшения условий отрыва горной массы от массива и обрушения ее в ствол угол наклона образующей конуса обрушения от вертикали принимается равным
где ρ - угол внутреннего трения пород горного массива, ρ≈30-35°.
В скважинах 6 и шпурах 7 размещают взрывчатые вещества и средства инициирования (например, электродетонаторы) и собирают электрическую цепь, которую через выключатель подсоединяют к источнику тока. Используют электродетонаторы с замедлением с таким расчетом, чтобы обрушение пород происходило в несколько этапов, развиваясь от крепи ствола в сторону горного массива. Для разрушения полка 3 используют накладные заряды, которые также подключают в общую взрывную электросеть и подлежат взрыванию со скважинами первого этапа (без замедления). После принятия мер по предупреждению нарушения взрывной цепи производят складирование глинистой части 10 негорючего материала с внутренней стороны контура 8 обрушения горных пород на поверхности. Объем Vг глинистой части 10 материала определяют из выражения
где n - пористость сыпучей части (обрушенных пород и крепи створа, уплотненных при падении в ствол).
Замыканием электрической взрывной сети производят взрывание полка, крепи ствола и горных пород в контуре обрушения.
Разрушенные взрывом крепь ствола, полок, горные породы и глинистая часть материала обрушаются в ствол сплошным потоком, при этом благодаря замедлению исключается образование пробки в устье ствола и снижается сейсмическое действие массового взрыва. Глинистая часть материала обрушается вместе с горными породами, примыкающими к контуру обрушения на поверхности и взрываемыми в последнюю очередь, благодаря чему создается водонепроницаемая перемычка 10 высотой 2d (фиг.2) в стволе над сопряжением, которая опирается на сыпучую часть в зумпфе 11, и на сопряжении 12 негорючего материала, полученного взрывом из горных пород, обрушенных в ствол на предыдущих этапах отбойки.
Дальнейшую засыпку ствола негорючим материалом производят после ограждения опасной зоны у контура обрушения путем скреперования.
Пример осуществления способа. При прорыве воды через вертикальный вентиляционный ствол шахты диаметром в свету 4,0 м и площадью сечения 12,6 м водоприток составляет около 300 м3/мин, что создает угрозу затопления нижнего рабочего горизонта. По формуле, приведенной в аналоге изобретения, рассчитывают объем материала, необходимый для надежного перекрытия сечения ствола
Исходя из указанного объема рассчитывают объем пород и крепи ствола, подлежащих разрушению (в массиве)
Vм=V/n=305/1,08=282,4 м3.
Методом последовательных приближений, принимая ρ=30° и соответственно угол при вершине конуса равным определяют диаметр контура необходимого обрушения на поверхности D≈12 м. При известных параметрах зоны обрушения и прочности горных пород и крепи ствола рассчитывают параметры буровзрывных работ по известным методикам (количество и глубину скважин с учетом коэффициента их использования, расстояния между скважинами, необходимый вес заряда взрывчатых веществ, последовательность и величины замедления при взрываний и др.).
В соответствии с разработанным паспортом буровзрывных работ производят бурение скважин и оконтуривающих шпуров, установку взрывчатых смесей и монтаж средств взрывания, после чего производят складирование глинистых пород в объеме
распределив их над частью обуренного массива, взрываемого в последнюю очередь. Взрывание массива производят с замедлениями на десятки миллисекунд сначала скважин, непосредственно примыкающих к стволу (фиг.1), затем скважин 2 и 3-го кольца и в последнюю очередь скважин 4 и 5 кольца и оконтуривающих шпуров. В результате обрушения взорванных горных пород и заскладированных глинистых пород на рабочем горизонте создается водонепроницаемая (непосредственно в стволе) перемычка, опирающаяся на сыпучую часть обрушенных пород.
Таким образом, ликвидируется прорыв воды. Далее ствол засыпается негорючим материалом до земной поверхности с формированием в воронке обрушения водозащитного экрана. Засыпка осуществляется скреперованием пород, разгружаемых на безопасном расстоянии от контура обрушения.
В предлагаемом способе добыча сыпучей части негорючего материала производится непосредственно у ствола, что исключает затраты на транспортировку и сокращает время подготовки к ликвидации прорыва. Кроме того, глинистая часть складируется в меньших объемах, чем в известном способе, что также сокращает временные и материальные затраты.
Claims (1)
- Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты, включающий перекрытие сечения ствола полком, предварительное определение необходимого объема негорючего материала, складирование негорючего материала, одновременный сброс негорючего материала и последующее сбрасывание негорючего материала в объемах, не меньших объема водопритока, отличающийся тем, что массив горных пород в окрестности устья ствола обуривают скважинами и оконтуривающими шпурами, глинистый материал складируют с внутренней стороны контура на поверхности, размещают в скважинах и шпурах взрывчатые вещества и инициируют взрыв, а объем глинистого материала определяют из выражениягде n - коэффициент остаточного разрыхления разрушенных пород при падении в ствол;d - диаметр ствола в свету.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117298/03A RU2342536C1 (ru) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117298/03A RU2342536C1 (ru) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2342536C1 true RU2342536C1 (ru) | 2008-12-27 |
Family
ID=40376887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007117298/03A RU2342536C1 (ru) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2342536C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106761852A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 广域水下煤岩深孔承压微爆注浆堵水方法 |
-
2007
- 2007-05-08 RU RU2007117298/03A patent/RU2342536C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106761852A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 广域水下煤岩深孔承压微爆注浆堵水方法 |
CN106761852B (zh) * | 2017-03-24 | 2019-01-11 | 中国矿业大学 | 广域水下煤岩深孔承压微爆注浆堵水方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101328809B (zh) | 无底柱深孔后退式采矿方法 | |
CN108132006B (zh) | 防堵塞快速成井掏槽炮孔布置结构及其***方法 | |
CN103629980B (zh) | 邻近既有线陡峻山体松动控制***施工方法 | |
CN103758524A (zh) | 一种分段***掘进竖井施工方法 | |
CN108194094B (zh) | 隧道穿越瓦斯地层段的施工工艺 | |
CN108798672B (zh) | 一种大垮塌区矿石高效开采的采矿方法 | |
CN109000525A (zh) | 一种盾构掘进上软下硬地层预裂***施工方法 | |
CN108625855A (zh) | 一种充填体下安全高效的采矿方法 | |
CN104457466B (zh) | 一种隧道明挖段的***方法 | |
RU2699102C1 (ru) | Подвесная скважинная забойка | |
CN105370280B (zh) | 一种地下缓倾斜双层薄玉石矿无损***采矿方法 | |
CN105298493B (zh) | 地下缓倾斜薄层状玉石矿无损***采矿方法 | |
RU2439323C1 (ru) | Способ отработки наклонных рудных залежей | |
US4069760A (en) | Method for driving a shaft with shaped charges | |
RU2342536C1 (ru) | Способ ликвидации прорыва воды через вертикальный ствол шахты | |
CN102486090A (zh) | 采场的上部边邦余矿回收以及下部采矿覆盖层形成的方法 | |
CN115183639B (zh) | 一种用于切顶留巷三面上断单巷下切***施工方法 | |
CN106884660A (zh) | 一种护巷煤柱底角预裂***卸压控制巷道变形的方法 | |
CN110230959A (zh) | 一种石质路堑边坡控制***方法 | |
RU2424432C1 (ru) | Способ разработки рудных тел | |
CN102494575B (zh) | 露天硐室***高效填塞方法 | |
CN112964143B (zh) | 一种中空孔直眼掏槽三次***方法 | |
Gupta | Emerging explosives and initiation devices for increased safety, reliability, and performance for excavation in weak rocks, mining and close to surface structures | |
RU2471989C1 (ru) | Способ управления труднообрушающейся кровлей при отработке газоносных пластов в лавах с мехкомплексами | |
RU2713833C1 (ru) | Подвесная скважинная забойка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100509 |