Взрывные работы при разрушении труднообрушаемой кровли » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Взрывные работы при разрушении труднообрушаемой кровли

14.04.2021

Основным признаком тяжелой кровли, относящейся к классу труднообрушаемых, является величина отношения суммарной мощности легко- и среднеобрушающихся пород непосредственной кровли и вынимаемой мощности пласта при наличии в основной кровле трудно- и весьма труднообрушаемых пород, представленных крепкими песчаниками.

В очистных забоях управление тяжелой кровлей производят механизированными крепями повышенного и высокого сопротивления, а также индивидуальными стойками повышенной плотности.

Если же технические параметры механизированной крепи не обеспечивают сопротивляемость горному давлению вышележащих пород кровли, необходимо производить разупрочнение пород основной кровли.

Границы выемочных участков, на которых производят разупрочнение пород кровли, определяет комиссия под председательством технического директора предприятия. Выбор способа разупрочнения пород труднообрушаемой кровли производят в строгом соответствии с инструкцией по разупрочнению труднообрушаемой кровли, и на плане горных работ выемочных участков указывают способ разупрочнения.

Способы разупрочнения. На угольных шахтах России применяют следующие способы разупрочнения труднообрушаемой кровли:

передовое торпедирование предусматривает локальное ослабление массива прочных пород основной кровли впереди очистного забоя по всей длине лавы с помощью взрывания скважинных зарядов ВВ. Искусственные трещины (микротрещины), образующиеся при взрывании скважинных зарядов BB, по мере приближения забоя прорастают в магистральные, которые впоследствии разделяют массив основной кровли на блоки по высоте и напластованию. Размеры зон трещинообразования зависят от типа применяемого BB, физико-технических свойств пород основной кровли, массы взрываемых скважинных зарядов. Разделение пород основной кровли на блоки по вертикали и по напластованию приводит к уменьшению интенсивности горного давления на механизированную крепь и разгрузке краевых участков.

межэкранное торпедирование обеспечивает максимальное использование энергии взрыва для повышения эффективности разупрочнения пород основной кровли. При этом способе в качестве экрана используют природную и эксплуатационную трещиноватость, обеспечивающую эффект напряжений отраженных взрывных волн;

направленное разупрочнение заключается во взрывании скважинного заряда BB рядом с незаряженной скважиной, служащей дополнительной свободной поверхностью;

гидромикроторпедирование сочетает комбинацию элементов передового торпедирования и гидрообработки. В скважинах взрывают небольшие заряды BB в оболочках специальной конструкции в водной среде под давлением и осуществляют последующую гидрообработку породного массива. После первого взрывания и гидрообработки производят последующие взрывы зарядов с нагнетанием воды. В результате цикличного повторения технологических микровзрываний и гидрообработки происходит разупрочнение труднообрушаемой кровли и ее разрушение;

взрывогидрообработка обусловливает предварительное трещинообразование в труднообрушаемом массиве пород основной кровли в результате взрывания скважинных зарядов диаметром 35-38 мм, массой 35-50 кг и последующего их увлажнения с помощью шахтного противопожарного трубопровода под давлением 0,5-1 МПа;

принудительное обрушение пород кровли путем взрывания скважинных зарядов BB, для чего бурят скважины параллельно очистной линии забоя вблизи целика, в результате инициирования зарядов BB происходит обрушение труднообрушаемых пород над выработанным пространством на высоту до 10 м, при этом кровля расслаивается и обрушается;

принудительное обрушение пород кровли с помощью взрывания шпуровых зарядов BB основано на бурении шпуров в кровле пласта из очистного забоя с их последующим взрыванием в целях разупрочнения пород основной кровли;

способ подработки предусматривает региональное ослабление труднообрушающихся пород кровли пласта в результате предварительной выемки нижележащего пласта. Разупрочнение в этом случае происходит за счет разрушения межслоевых связей и образования и развития трещин в породном массиве в процессе деформирования и перемещения подработанной толщи горного массива;

скважинная гидроподбутовка кровли заключается в возведении бутовых полос параллельно очистной линии забоя путем взрывания скважинных зарядов в почве пласта в выработанном пространстве при отходе очистного забоя от разрезной печи;

направленный гидроразрыв прочных пород основной кровли предусматривает создание в труднообрушаемых породах основной кровли протяженных трещин с заданной ориентацией в пространстве, нагнетанием воды в пласт в режиме гидроразрыва к зародышевым щелям, что позволяет в некоторых случаях уменьшить размеры обрушающихся блоков основной кровли, снизить нагрузки на механизированную крепь в очистном забое;

гидродинамическая стратификация пород кровли заключается в разупрочнении пород кровли ориентированным гидроразрывом по предварительно нарезанной круговой щели. Схемы разупрочнения труднообрушаемых пород основной кровли очистных забоев представлены на рис. 8.11.

Наибольшее распространение при разупрочнении труднообрушаемой кровли на угольных шахтах получило передовое торпедирование. Рассмотрим технологию его проведения.

Передовое торпедирование пород труднообрушаемой кровли в очистных забоях выполняют скважинным методом, получившим название передового торпедирования, в строгом соответствии с ЕПБ при BP. Передовое торпедирование труднообрушаемой кровли производят по проекту, разработанному на шахте с учетом конкретных горно-геологических и горно-технических условий. Этот проект должен отвечать требованиям Инструкции по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках, быть согласован с бассейновым научно-проектным институтом (НПИ) и утвержден техническим директором предприятия (акционерного общества). Проект, предусматривающий одновременное взрывание двух и более линий торпедирования из одной выработки шахты, дополнительно согласовывают с ВостНИИ и региональным органом (округом) Госгортехнадзора России.

Параметры этого способа определяют с учетом мощности труднообрушаемых пород, их физико-технических свойств, длины очистной линии забоя, мощности защитной пачки, находящейся над угольным пластом, бурового оборудования и склонности массива к внезапным выбросам угля, породы и газа.

Глубину заложения заряда определяют в зависимости от мощности пород, подлежащих обрушению, и вида торпедирования (первичное или очередное).

Длина скважин должна быть такой, чтобы между проекцией конца скважины на угольный пласт и подготовительной выработкой было 10-15 м при односторонней схеме заложения зарядов и не менее 5 м между концами пробуренных скважин при двухсторонней схеме заложения. Ширина веера в направлении подвигания очистной линии забоя должна быть равна шагу посадки кровли.

При перпендикулярной схеме заложения расстояние от крайних скважин до выработки принимают равным 15-20 м, а их длина должна быть больше шага обрушения кровли.

Отсекающие скважины располагают в 5-10 м от заднего целика.

При очередных посадках кровли расстояние между скважинами и их концами в веере зависит от прочности пород, эффективного радиуса зоны трещинообразования и составляет 12-20 м. Расстояние между выработками, из которых бурятся скважины, равно 200-240 м, т.е. кратно средней длине лавы.

При мощностях обрушаемого пласта породы до 15, 16-30 и более 30 м применяют соответственно одно-, двух- и трехъярусную схемы заложения скважин диаметром 70-120 мм.

Массу скважинного заряда, кг, вычисляют по формуле
Взрывные работы при разрушении труднообрушаемой кровли

где lз - длина заряда, м; Qз - масса заряда длиной 1 м, кг.

Для разупрочнения пород кровли применяют специальные конструкции торпед, торпедозарядов, монозарядов. Торпеды изготавливают из полиэтиленовых труб, их диаметр зависит от диаметра заряда dз и толщины стенок торпеды tс

Торпеды заполняют патронированными или порошкообразными ВВ. Монозаряд состоит из спецпатронов и направляющей головки. Спецпатрон представляет собой полиэтиленовый рукав, заполненный ВВ. Для повышения его водоустойчивости полиэтиленовый рукав с одной стороны заваривают, а с другой - после заполнения BB перевязывают тесьмой. Плотность заряда доводят до 1-1,1 кг/м3 Направляющая головка выполнена из полиэтиленового или деревянного цилиндра, диаметр которого не превышает диаметра заряда, к ней по всему периметру крепят грузовую ветвь каната с помощью скоб.

Торпеда-боевик служит для инициирования торпедозарядов. Схема устройства торпеды-боевика представлена на рис. 8.12.

Патрон-боевик монозаряда применяют для инициирования монозарядов. Схема устройства представлена на рис. 8.13.

Заряжание скважин осуществляют колонками из 2-6 патронов (dп = 60 мм, lп = 1-1,5 м). Для исключения сползания патронов при заряжании восстающих скважин, последний патрон снаряжают ловителем.

При торпедировании скважин на угольных шахтах, опасных по выбросам угля, газа и породы, применяют стопорные устройства, с помощью которых производят досылку монозаряда в скважину.

Для заряжания скважин используют штатные предохранительные BB (аммониты Т-19, ПЖВ-20) или в исключительных случаях (с разрешения органов Госгортехнадзора России) непредохранительные ВВ.

Аммонит 6ЖВ или другие BB распатронируют и засыпают в полиэтиленовые шланги длиной до 1,5 м и диаметром 70 мм.

Изготовленные секции монозаряда помещают в полиэтиленовый рукав, расстояние между секциями 3,2 м. Перед досылкой монозаряда в скважину тяговой конец каната пропускают через осевой канал устройства, служащий для удержания монозаряда и извлечения каната.

После досылки торпедозаряда в скважину ее герметизируют песчано-глиняной забойкой длиной 1-1,5 м, а устье - специальной деревянной пробкой.

Герметизацию скважин, кроме вышеуказанных способов, можно осуществлять другими средствами, препятствующими вытеканию из них воды.

При взрывании скважинных зарядов применяют воду, нагнетаемую в них сначала в режиме низконапорного давления, затем при подходе очистного забоя на расстояние 100-150 м от скважины их переключают на режим высоконапорной обработки массива при давлении P = 5 МПа. Результаты нагнетания воды фиксируют в специальном журнале.

При резком падении давления воды в скважинах (Р = 1,5-2 МПа) нагнетание воды прекращают и производят повторно через 16-20 ч.

Взрывогидрообработку применяют при длине лавы Lзаб меньше 100 м как одностороннюю схему, при Lзаб больше 100 м - как двухстороннюю схему.

Принудительную посадку кровли осуществляют взрыванием скважинных зарядов диаметром 70-120 мм, располагаемых в один ряд параллельно забою на расстоянии не более 10 м от заднего целика при односторонней схеме при Lзаб < 120 м.

Руководство взрывными работами возлагается на начальника добычного участка.

Для снаряжания зарядов разрешено применять патронированные BB не ниже II класса (включая шахты, опасные по пылегазовому режиму). Диаметр заряда должен быть на 25 мм меньше диаметра скважины, его длина - не превышать 2/3 Lсхв, масса одновременно взрываемого заряда BB для неопасных шахт не ограничена, а для шахт, опасных по пылегазовому режиму, не может быть больше 300 кг. Взрывные работы в шахтах, опасных по пылегазовому режиму, ведут в режиме сотрясательного взрывания.

В местах подготовки передового торпедирования может находиться только персонал, занятый выполнением указанных работ. При заряжании и монтаже взрывной сети разрешается присутствие представителей контролирующих органов (Госгортехнадзора России, ВостНИИ), бассейновых институтов.

Осмотр места взрыва и допуск людей в забой осуществляют не раньше чем по истечении 30 мин после взрывания зарядов, которое, в свою очередь, производят в специально выделенное рабочее время или в выходные дни. С момента заряжания зарядов BB в пределах опасной зоны запрещается выполнение других работ, не связанных с подготовкой и проведением взрыва.

На каждый последующий взрыв скважинных зарядов должно быть оформлено распоряжение главного инженера шахты с указанием лиц, ответственных за обеспечение безопасности работ по отдельным операциям (начиная от подготовки передового торпедирования до осмотра места взрыва).

В шахтах, опасных по пылегазовому режиму, необходимо производить орошение места взрыва и прилегающей 50-метровой зоны водой с добавкой 0,1-0,2 % смачивателя ДБ или осланцевание по обе стороны от устьев взрываемых скважин.

В качестве забойки следует применять воду в сочетании с герметизаторами, жидкими ингибиторами для взрывоподавления. В зоне взрывания скважин создают воздушно-водяную завесу с использованием пневматических водоэжекторных установок или распылителей воды типа РЗ-7.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: