Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа

Разгрузочная щель должна выходить на контур выработки на расстояние не менее 0,4 м, а на особо выбросоопасных пластах не менее 0,6 м. Неснижаемое опережение разгрузочной щели в на­правлении проведения выработки должно быть не менее 1,0 м.

Мимальную высоту щели при проведении выработок комбайнами определяют диаметром исполнительного органа комбайна. Максималь­ную высоту щели не ограничивает. На крутых пластах при располо­жении щели в породах кровли щель за контуром выработки создают только в верхней части.

После образования разгрузочной щели производят контроль эффективности применения способа в соответствии с п. 2.5.2, При этом контрольные шпуры бурят на расстоянии 0,5 м от боков выра­ботки таким образом, чтобы забой шпура на расстоянии, равном глубине щели, выходил за контур выработки на величину 0,4 м, а на особо выбросоопасных пластах на 0,6 м.

Рис. 6.3. Схема проведения выработок по выбросоопасному угольному пласту смешанным забоем комбайнами избирательного действия:

I - разгрузочная щель: 2 - предохранительный породный слой; 5 - контур заходки

6.7. Бурение опережающих скважин

6.7.1. Бурение опережающих скважин применяют в подготови­тельных и очистных выработках на пластах любой мощности. Опере­жающие скважины необходимо бурить по наиболее перемятой (выбросоопасной) пачке пласта.

Число скважин и схемы их расположения устанавливают таким образом, чтобы обеспечить разгрузку и дегазацию пласта в сечении выработки и за ее контуром на 4 м.

Параметры опережающих скважин

6.7.2. Параметрами способа являются: диаметр скважин, длина, радиус эффективного влияния скважин, величина неснижаемого опе­режения скважинами забоя, расстояние между скважинами.

Диаметр опережающих скважин должен составлять 30-250 мм, дли­ну скважин не ограничивают, величина несиижаемого опережения на момент бурения новой серии скважин должна составлять не менее 5м , а расстояние между скважинами не должно превышать 2 R_эф. Контроль эффективности опережающих скважин осуществляется в со­ответствии с п. 2.5.2.

Радиус эффективного влияния скважин на тонких пластах опре­деляют опытным путем. В забое выработки бурят по опасной пачки пласта 3-5 параллельных шпуров через 0,5 м друг от друга диаметром 42 мм, длиной 5-7 м. В пластах сложного строения число щпу­ров может быть увеличено для того, чтобы измерительные камеры бы­ли расположены в пачках угля мощностью более 10 см.

После окончания бурения каждого шпура в него помещают металлическую трубку диаметром 6-8 мм и герметизируют измерительную камеру длиной I м. Длина герметизации должна быть не менее 2 м. Сразу же после герметизации трубки в шпуре, а затем через каждые 10 мин измеряют скорость газовыделения.

Произведя не менее пяти измерений скорости газовыделения из шпура, пробуренного последним, приступают к бурению скважины на расстоянии 0,5 м от крайнего шпура. В процессе бурения скважины продолжают измерять скорость газовыделения из всех шпуров с пе­риодичностью не более 10 мин и фиксируют пробуренную к этому времени длину скважины.

При регистрации повышения скорости газовыделения из шпура, когда забой скважины будет находиться в пределах длины газовых камер, производят не менее трех повторных измерений скорости га-зовыделения с интервалом в 3-5 мин.

После окончания бурения скважины продолжают измерение скорос­ти газовыделения из всех шпуров в течение 30 мин с интервалом между замерами 5-10 мин. Результаты измерений заносят в таблицу и по ним строят графики изменения скорости газовыделения из шпу-ров во времени (рис. 6.4).

За радиус эффективного влияния опережающей скважины принимают расстояние от нее до наиболее удаленного шпура, скорость газовы-деления из которого увеличилась по трем замерам не менее чем на 10% по сравнению с последним значением скорости газовыделения до ее увеличения.

Рис. 6.4. Графики изменения скорости газовыделения;

1-3 - газовыделение из шпуров, 4, 5 - продолжтельность бурения скважин диаметром 120 и 250 мм соответственно, t - время, ч; q- скорость газовыделения, л/мин

Допускается определение радиуса эффективного влияния двух скважин различного диаметра, например 120 и 250 мм. Сначала бу­рят скважину меньшего диаметра и производят измерения, а затем не менее чем через час после окончания бурения разбуривают ее до большего диаметра, продолжая измерения с той же периодичностью.

6.7.3. На мощных и средней мощности пластах северных и восточных районов опережающие скважины бурят диаметром 200-250 мм (буровой коронкой такого диаметра со шнеками) или диаметром 130 мм (буровой коронкой такого диаметра с гладкими штангами с промывкой).

Опережающие скважины бурят в ряд в виде веера по пачке тектонически нарушенного угля длиной 10-20 м.

Проектное количество опережающих скважин определяют исходя из радиуса эффективного влияния и четырехметровой полосы за контуром выработки.

Защищаемая область по пачке тектонически нарушенного угля в сечении, параллельном забою, располагается в контуре выработки и на 2-4 м выше контура для штрека по крутому или наклонному пласту, а для штрека по пологому пласту или для уклона по пласту любого падения - в контуре выработки и на 2-4 м за ее конту­ром.

Проектное количество опережающих скважин m_кн или n_(н) рассчитывают по формулам:

для штрека на крутом или наклонном пласте

m_кн =((а+в)m_н ) / 2,8 (6.7)

а для штрека на пологом пласте или уклона на пласте любого падения

n_(н) = ((а+в)m_н ) / 3,6 (6.8)

где а - средняя ширина выработки по наслоению пачки тектони­чески нарушенного угля вчерне, м; в - ширина полосы обработан­ного скважинами массива нарушенного угля за контуром выработки, м ; m_н - мощность пачки (или пачек) нарушенного угля, м.

После окончания бурения опережающих скважин и далее через каждые 4 -5 м подвигания выработки осуществляют контроль их эф­фективности в соответствии с п.2.4.20. В случае неэффективности способа, необходимо остановить забой выработки, после чего по­вторить контроль эффективности.

6.7.4. При проведении штрека с бурением опережающих сква­кин на мощных пластах с сыпучим углем необходимо, чтобы крепь отставала от забоя не более чем на 0,5 м. Перед бурением сква­жин необходимо производить полную перетяжку забоя.

6.8. Торпедирование угольного массива

6.8.1. Способ применяют на пологих пластах в подготовительных и очистных выработках.

Торпедирование угольного массива осуществляют как с предварительным нагнетанием воды в пласт, так и без предварительного нагнетания воды в пласт.

Параметры торпедирования угольного массиве

6.8.2. При торпедировании угольного массива без предвари­тельного нагнетания воды в пласт взрывание зарядов ВВ произво­дят в скважинах диаметром 55-60 мм. Длину скважин L принимают в зависимости от величины зоны разгрузки l_р в необработанном

массиве:

l _р ,м

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

L ,м

8,5

9,0

10,0

11,0

12 ,0

13,5

Величину l _р, определяют в необработанном локальными спосо­бами предотвращения выбросов угля и газа массиве по группе кон­трольных шпуров (не менее трех), которые располагают по той же схеме, что и скважины для торпедирования.

Неснижаемое опережение скважин должно составлять в подгото­вительных забоях не менее 5 м, в очистных забоях не менее 3 м. Скважины, расположенные в кутках забоя, должны выходить за кон­тур выработки не менее чем на 2 м. Число скважин определяют ис­ходя из ширины обрабатываемой зоны и расстояния между скважина-ми. Расстояние между скважинами не должно превышать в нишах 2 м, в комбайновой части лавы и в забоях подготовительных выра­боток 2,5 м.

Массу заряда ВВ в скважине определяют по формуле

Q = g(L-L_з), кг , (6.9)

где L_з - общая длина забойки, м (принимают L_з = 3,5 м при L = 8,5 м; L_з = 4 м при L = 8,5-9,5 м; L_з = 5,0 м при L ≥ 10 м; g - масса одного погонного метра заряда, кг/м.

Для отдельных пластов масса заряда ВВ в скважинах может быть уточнена по согласованию с МакНИИ.

6.8.3. Торпедирование угольного массива с предварительным нагнетанием воды в пласт осуществляют в режиме гидрорыхления через скважины диаметром 45 мм и длиной 8 м.

Величина неснижаемого опережения забоя скважинами должна быть не менее 2-х метров. Скважины, расположенные в кутках забоя, должны выходить за контур выработки не менее чем на I м. Расстояние между скважинами не должно превышать в нишах и в забоях подготовительных выработок 2,5 м, в комбайновой части ла­вы 3 м.

Глубину герметизации скважин при нагнетании воды в пласт принимают равной 5,5-6,5 м.

Массу заряда ВВ принимают равной 2,5-3 кг. Общая длина за­бойки должна составлять не менее 3,5 м.

Технология торпедирования угольного массива

6.8.4. Скважины каждой новой серии при наличии неснижаемо­го опережения бурят на расстоянии не менее 0,5 м от скважин предыдущей серии (рис.6.5).

Рис. 6.5. Схема расположения скважин в нижней нише очистного забоя

В наклонных выработках, проводимых сверху вниз, скважины для торпедирования бурят по падению пласта, а горизонтальных - с наклоном 4 -7° (для заливки водой).

Допускается в забоях горизонтальных подготовительных выра­боток скважины бурить через породную пробку с выходом их на пласт с таким расчетом, чтобы заряд располагался в угольном массиве (рис.6.6).

6.8.5. Предварительное нагнетание воды в пласт осуществляют в следующей последовательности. Первоначально нагнетают воду в крайние скважины до прорыва воды в соседние скважины или в забой. Затем нагнетают воду в остальные скважины. В скважины, в которые был прорыв воды, нагнетание не производят.

6.8.6. Применяют сплошной колонковый однорядный заряд ВМ. В качестве ВМ используют взрывчатое вещество II класса предохранительности {скальный аммонит № I), детонирующие шнур или лента и електродетонаторы мгновенного действия.

Рис. 6.6. Схема расположения скважин в забое наклонной подготовительной выработки

Заряд для торпедирования изготовляют в специально отведен­ном месте, патроны ВВ укладывают в один ряд торец к торцу, вплотную друг к другу. Вдоль патронов по длине всего заряда проклады­вают два детонирующих шнура, а при величине заряда более 3 кг -пеньковую веревку. Патроны ВВ вместе со шнуром и веревкой обматывают суровой бязью и обвязывают шпагатом или помещают в специальный рукав шириной (в сложенном состоянии) 60 мм, сшитый из суровой бязи. При массе заряда более 3 кг на одном конце монозаряда, со стороны торца скважины, из пеньковой веревки и суро­вой бязи делают петлю,

Инициирование заряда прямое, осевое производят двумя последовательно расположенными патронами-боевиками. Соединение электродетонаторов в одном заряде ВМ параллельное, а подсоеди­нение заряда ВМ в электровзрывную сеть последовательно. Заряды ВМ взрывают в скважинах большой глубины, вследствие чего необходимо производить наращивание проводов электродетонаторов. Для этой цели у электродетонаторов оставляют концы длиной 15-40 см, которые соединяют параллельно, а к местам соединений наращивают соединительные провода. Длина соединительных проводов должна обеспечить подключение каждого заряда в магистральную сеть. Для закрепления электродетонаторов в патроне-боевике их обвязывают петлями из соединительных проводов. Наращивание сое­динительных проводов к электродетонаторам и проверку их на токопроводимость производят на складе ВМ (рис.6.7).

6.8.7. Заряжание скважин диаметром 55-60 мм производят составными свинчивающимися металлическими досыльниками, изготавливаемыми из стального прута диаметром 10 мм, имеющим вилку на конце для захвата петли веревки, на которой монтируется заряд ВМ при досылке его в скважину. Заряд ВМ досылают до забоя скважины. Допускается недосылка, заряда ВМ до конца скважины не более чем на I м.

Заряжание скважин диаметром 45 мм производят после нагнетания воды в пласт с помощью свинчивающихся деревянных забойников. Заряд ВМ досылают в скважину на глубину герметизации.

После заряжания всех скважин устье их герметизируют на глубину 0,2 м песчано-глинистой забойкой, в которой оставляют отверстие диаметром 10-16 мм для заливки скважины водой.

6.8.8. Взрывание скважинных зарядов производят за один при-ем. В забоях с легкообрушающимися породами кровли, а также при числе скважин более 4-х допускается торпедирование массива от­дельными участками. При этом в пределах одного участка заряды группы скважин взрывает за один прием. Взрывание осуществляют с использованием обособленной взрывной магистрали.

6.8.9. Взрывание скважинных зарядов ВМ производят в режиме сотрясательного взрывания. Время от заливки скважин водой до ини­циирования зарядов ВМ не должно превышать 45 мин. Взрывание за­рядов ВМ при торпедировании угольного массива осуществляют за один прием не более чем в 10 скважинах.

Рис. 6.7. Технология монтажа заряда и досылки его в скважину;

а- конструкция заряда; б - металлические досыльники с резьбовым соединением; I - технология заряжания; г- конструкция скважинного заряда; I - патроны ВВ: 2 - детонирующий шнур; 3 - пеньковая веревка;4- бязь суровая; 5 - шпагат; 6 - песчано-глинистая забойка 7 - вода

Обнажение и ликвидацию отказавшего заряда ВМ производят в соответствии с требованиями "Единых правил безопасности при взрывных работах". Если отказ произошел в результате нарушений целостности внешней взрывной сети, устраняют нарушение взрывной сети и производят повторное взрывание заряда. Если внешняя взрыв­ная сеть исправна, из устья скважины извлекают песчано-глинистую забойку и вплотную к отказавшему заряду досылают такой же дополнительный заряд ВМ массой 2 кг, с помощью которого инициируют отказавший заряд.

6.8.10. Контроль эффективности торпедирования угольного пассива производят в соответствии с п.2.5.2. Для конкретных ус­ловий схемы расположения контрольных шпуров могут изменяться по согласованно с МакНИИ.

Раздел 7. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ ПОРОДЫ И ГАЗА

7.1. Общие положения

7.1.1. Проведение выработок по выбросоопасным породам в незащищенных зонах осуществляют с применением прогноза их выбросоопасности и способов борьбы с выбросами: оптимизацией параметров буровзрывных работ, проведением выработки с опере­жающим забоем, возведением заградительных перемычек, применением комбайнов со специальным исполнительным органом, образованием разгрузочных щелей. В неопасных зонах, установленных про­гнозом, проведение выработок можно осуществлять без применения противовыбросных мероприятий, а взрывные работы - в режиме, предусмотренном для газовых шахт.