RU2672296C1 - Method of developing adjacent of coal seams - Google Patents

Method of developing adjacent of coal seams Download PDF

Info

Publication number
RU2672296C1
RU2672296C1 RU2018104760A RU2018104760A RU2672296C1 RU 2672296 C1 RU2672296 C1 RU 2672296C1 RU 2018104760 A RU2018104760 A RU 2018104760A RU 2018104760 A RU2018104760 A RU 2018104760A RU 2672296 C1 RU2672296 C1 RU 2672296C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
pillar
mining
drilled
wells
Prior art date
Application number
RU2018104760A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Павлович Зубов
Александр Владимирович Никифоров
Анатолий Сергеевич Федоров
Владимир Вячеславович Пачгин
Дмитрий Сергеевич Бостанджиев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2018104760A priority Critical patent/RU2672296C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672296C1 publication Critical patent/RU2672296C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C41/00Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C37/00Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/06Other methods or devices for dislodging with or without loading by making use of hydraulic or pneumatic pressure in a borehole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to the mining industry and can be used in coal mines. Hydraulic fracturing of the pillars left in the developed space of the working bed is carried out by injecting technical formation water into them at a pressure sufficient for hydraulic pillar break. When hydraulic pillar increase its compliance to values of large limit values of compliance of the pillar, above which the developed layer is discharged from dangerous stresses. Distance from the edge parts of the pillar to the well take less than the depth of distribution in the coal seam of cracks formed during hydraulic fracturing. Distance between the wells take less than twice the depth of distribution in the coal seam of cracks formed during hydraulic fracturing.EFFECT: technical result is to improve the safety of mining operations in the over-developed formations and reduce the volume of excavations.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано на угольных шахтах для повышения эффективности отработки свит сближенных пластов.The invention relates to the mining industry and can be used in coal mines to increase the efficiency of mining suites of close seams.

Известен способ разработки свит сближенных угольных пластов (авторское свидетельство СССР №1810545, опубл. 23.04.1993), включающий отработку пластов в нисходящем порядке, проведение основных подготовительных выработок по надрабатываемому (нижерасположенному) пласту в разгруженной от повышенных напряжений области горного массива, возникающей вблизи краевых частей угольного массива или целиков, оставляемых по надрабатывающему (вышерасположенному) пласту, крепление подготовительных выработок и отработку пластов длинными очистными забоями. Пласты называют сближенными в тех случаях, когда ведение горных работ по одним пластам оказывает влияние на ведение горных работ по другим пластам.A known method of developing a suite of adjacent coal seams (USSR author's certificate No. 1810545, publ. 04/23/1993), including working out the seams in a descending order, the main preparatory workings on the worked-out (downstream) seam in the unloaded from high stress area of the rock mass that occurs near the edge parts of the coal mass or pillars left on the overworking (upstream) seam, securing the preparatory workings and mining the seams with long working faces. The strata are called close in those cases when mining operations in one stratum have an effect on mining operations in other strata.

Недостатками данного способа являются низкая устойчивость участковых подготовительных выработок надрабатываемого пласта и повышенная опасность горных работ при их перекреплении на участках, расположенных в зонах повышенного горного давления, формирующихся в надрабатываемом пласте под целиками, расположенными по надрабатывающему пласту.The disadvantages of this method are the low stability of the local preparatory workings of the worked-out stratum and the increased danger of mining when they are being redeveloped in areas located in zones of high rock pressure formed in the worked-out stratum under pillars located along the worked-out stratum.

Известен способ разработки свит сближенных пластов (Патент RU №2403387, опубл. 10.11.2010), включающий отработку пластов в нисходящем порядке, проходку подготовительных выработок по надрабатываемому пласту, крепление подготовительных выработок и отработку пластов длинными очистными забоями. Определяют место расположения зон с повышенным горным давлением в надрабатываемом пласте и величины напряжений на участках массива по трассе проведения подготовительной выработки, расположенной в зоне повышенного горного давления на различном удалении от плоскости, перпендикулярной к напластованию пород и проходящей через краевую часть целика по надрабатывающему пласту. Определяют для каждого участка глубину распространения в породах кровли подготовительной выработки области с повышенной интенсивностью трещин, подготовительные выработки крепят анкерной крепью, длину анкеров принимают более глубины распространения в породах кровли области с повышенной интенсивностью трещин, при этом подготовительные выработки надрабатываемого пласта проходят после завершения очистных работ, связанных с формированием целиков по надрабатывающему пласту.There is a method of developing a suite of adjacent formations (Patent RU No. 2403387, publ. 10.11.2010), including mining the formations in a descending order, sinking preparatory workings on the work-out stratum, attaching preparatory workings and working out the formations with long working faces. The location of the zones with increased rock pressure in the producing layer and the stress values in the massif sections along the preparatory mine route located in the zone of increased rock pressure at different distances from the plane perpendicular to the bedding and passing through the edge of the pillar along the mining layer are determined. For each site, the depth of propagation in the roof rocks of the preparatory excavation of an area with increased crack intensity is determined, the preparatory workings are fixed with an anchor support, the length of the anchors is taken more than the propagation depth in the roof rocks of the region with increased crack intensity, while the preparatory workings of the worked-out formation pass after the completion of treatment associated with the formation of pillars on the overburden.

Недостатками данного способа являются значительные деформации подготовительных выработок надрабатываемого пласта на участках, расположенных в зонах повышенного горного давления, возникающих под целиками угля, оставленными в выработанном пространстве надрабатывающих пластов.The disadvantages of this method are significant deformations of the preparatory workings of the produced layer in areas located in areas of high rock pressure occurring under pillars of coal left in the worked out space of the working layers.

Известен способ отработки свиты сближенных угольных пластов при системе разработки длинными столбами (патент RU №2339818, опубл. 27.11.2008). Способ включает бурение с поверхности направленной скважины, разгрузку угленосного массива с последующим отсосом газа из скважины с помощью вакуум-насосов. Место заложения направленной скважины на поверхности выбирают между двумя планируемыми к отработке выемочными столбами. При подготовке выемочных столбов к очистной выемке осуществляют поэтапную разгрузку угленосного массива. Для чего вначале производят механическое воздействие на угленосный массив через рабочие части многоствольной скважины, например, путем нагнетания жидкости под давлением в гидроимпульсном режиме.There is a method of mining suites of coalesced coal seams with a long pillar mining system (patent RU No. 2339818, publ. 11/27/2008). The method includes drilling from the surface of a directional well, unloading the coal-bearing mass followed by suction of gas from the well using vacuum pumps. The location of the directional well on the surface is chosen between two planned mining pits. In the preparation of the extraction columns for the treatment excavation, stage-by-stage unloading of the coal-bearing massif is carried out. Why do they first mechanically affect the coal-bearing massif through the working parts of a multilateral well, for example, by pumping liquid under pressure in a hydro-pulse mode.

Недостатком данного способа является низкая эффективность разгрузки надрабатываемых пластов от повышенного горного давления, формирующегося под целиками, оставленными в выработанном пространстве надрабатывающих пластов.The disadvantage of this method is the low efficiency of unloading the produced strata from increased rock pressure formed under pillars left in the worked out space of the working strata.

Известен способ разработки свит сближенных угольных пластов (авторское свидетельство СССР №636393, опубл. 05.12.1977), принятый за прототип, включающий отработку пластов в нисходящем порядке, подготовку выемочных столбов полезного ископаемого парными параллельными выработками, пройденными с оставлением целиков угля между этими выработками, отработку выемочных столбов длинными очистными забоями, оставление в выработанном пространстве надрабатывающего пласта не разрушаемых горным давлением целиков угля. С целью разгрузки надрабатываемого пласта от повышенных напряжений, возникающих под целиками, оставляемыми в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, производят частичную выемку угля из целиков с последующим разрушением не извлеченного между печами угля буровзрывными работами.There is a method of developing a suite of adjacent coal seams (USSR author's certificate No. 636393, publ. 05.12.1977), adopted as a prototype, including mining seams in a descending order, the preparation of mining columns of minerals paired parallel workings, passed with leaving pillars of coal between these workings, working out of mining columns with long working faces, leaving in the worked out space of the mining bed not entirely destroyed by the pressure of the coal. In order to unload the produced layer from increased stresses arising under the pillars left in the mined-out space of the developed layer, a partial extraction of coal from the pillars is carried out with the subsequent destruction of coal not blown between the furnaces by blasting.

Недостатками данного способа являются повышенная опасность горных работ, связанных с частичной выемкой угля из целиков, оставленных в выработанном пространстве надрабатывающих пластов. Это объясняется высокой концентрацией напряжений на целиках, оставленных в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, уровень которых может в несколько раз превышать уровень напряжений, естественных для соответствующей глубины горных работ. Кроме того для реализации этого способа требуется проведение по выработанному пространству больших объемов вспомогательных выработок, обеспечивающих доступ к целику, что связано с повышенной опасностью горных работ.The disadvantages of this method are the increased risk of mining associated with a partial excavation of coal from pillars left in the worked out space of mining layers. This is due to the high concentration of stresses on the pillars left in the worked out space of the mining layer, the level of which can be several times higher than the level of stresses natural for the corresponding depth of mining. In addition, for the implementation of this method, it is required to carry out large volumes of auxiliary workings over the developed space, providing access to the rear sight, which is associated with an increased risk of mining.

Техническим результатом способа является повышение безопасности ведения горных работ в надрабатываемых пластах при использовании систем разработки с оставлением целиков угля в выработанном пространстве надрабатывающих пластов, уменьшение объемов проведения вспомогательных выработок.The technical result of the method is to increase the safety of mining operations in the produced seams when using development systems with the remaining pillars of coal in the worked out space of the working seams, reducing the volume of auxiliary workings.

Технический результат достигается тем, что с поверхности бурят скважины, включающие участки скважин, пробуренные по пустым породам, и участки скважин, пробуренные по целикам угля, участки скважины, пробуренные по целикам угля, располагают параллельно продольным осям целиков, через скважины в целик нагнетают техническую пластовую воду при давлении, достаточном для гидравлического разрыва целика и увеличения тем самым его податливости до величин, больших предельных величин податливости целика, при превышении которых надработанный пласт разгружается от опасных напряжений, расстояние от краевых частей целика до ближайшей скважины принимают меньше глубины распространения по угольному пласту в окрестности скважины, пробуренной по целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта, а расстояние между скважинами, на участках скважин, пробуренных по целику угля, принимают меньше удвоенной глубины распространения по угольному пласту в окрестности участка скважины, пробуренного по целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта.The technical result is achieved by the fact that wells are drilled from the surface, including sections of wells drilled on empty rocks, and sections of wells drilled on pillars of coal, sections of wells drilled on pillars of coal are parallel to the longitudinal axes of the pillars, technical wells are injected into the pillars through the wells water at a pressure sufficient to hydraulically fracture the pillar and thereby increase its compliance to values that are large limiting values of the compliance of the pillar, above which the worked-out formation it is unloaded from dangerous stresses, the distance from the marginal parts of the pillar to the nearest well is taken less than the depth of spread over the coal seam in the vicinity of the well drilled in whole coal, cracks formed during hydraulic fracturing, and the distance between the wells in the sections of wells drilled in whole coal, take less than twice the depth of propagation over a coal seam in the vicinity of a well section drilled entirely of coal, cracks formed during hydraulic fracturing.

Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - схема взаимного расположения сближенных (надрабатывающего и надрабатываемого) пластов и скважин;FIG. 1 is a diagram of the mutual arrangement of adjacent (mining and mining) formations and wells;

фиг. 2 - схема расположения в окрестности скважины, пробуренной по целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта;FIG. 2 is a diagram of the location in the vicinity of a well drilled entirely of coal, cracks formed during hydraulic fracturing;

фиг. 3 - схема взаимного расположения скважин, пробуренных по целику угля;FIG. 3 is a diagram of the mutual arrangement of wells drilled in the whole coal;

фиг. 4 - схема, поясняющая влияние увеличения податливости целика, расположенного в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, на напряженное состояние надрабатываемого пласта, где:FIG. 4 is a diagram explaining the effect of increasing the flexibility of the pillar located in the worked-out space of the mining reservoir, on the stress state of the mining reservoir, where:

1 - земная поверхность;1 - the earth's surface;

2 - целик угля, расположенный в выработанном пространстве надрабатывающего пласта;2 - a pillar of coal located in the worked out space of the mining layer;

3 - надрабатываемый пласт;3 - underworked formation;

4 - скважина;4 - well;

5 - вертикальный участок скважины, пробуренный по пустым породам покрывающей толщи;5 - a vertical section of the well drilled through waste rocks of the overburden;

6 - горизонтальный участок скважины, пробуренный по целику угля;6 is a horizontal section of the well drilled entirely on coal;

7 - мощность междупластья;7 - interdimensional power;

8 - глубина распространения по угольному пласту в окрестности скважины, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта;8 - the depth of spread over the coal seam in the vicinity of the well, cracks formed during hydraulic fracturing;

9 - расстояние от краевых частей целика угля до ближайшей скважины;9 - the distance from the edge parts of the pillar of coal to the nearest well;

10 - расстояние между скважинами, на участках скважин, пробуренных по целику угля;10 - the distance between the wells in the sections of wells drilled on the whole coal;

11 - ширина целика;11 - the width of the pillar;

12 - краевые части целика угля;12 - the edge of the pillar of coal;

13 - выработанное пространство13 - worked out space

14 - уровень естественных напряжений в надрабатываемом пласте до начала горных работ в сближенных пластах;14 - the level of natural stresses in the produced layer before the start of mining in adjacent formations;

15 - уровень предельно допустимых (опасных) напряжений в надрабатываемом пласте в зоне влияния целика;15 - the level of maximum permissible (dangerous) stresses in the produced reservoir in the zone of influence of the pillar;

16 - распределение напряжений в надрабатываемом пласте в зоне влияния целика до гидроразрыва целика;16 - stress distribution in the produced layer in the zone of influence of the pillar before fracturing of the pillar;

17 - распределение напряжений в надрабатываемом пласте в зоне влияния целика после его гидроразрыва;17 - stress distribution in the produced reservoir in the zone of influence of the pillar after its fracturing;

Способ осуществляют следующим образом. Целик угля, оставляемый в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, имеет в плане форму прямоугольника. Меньшая сторона этого прямоугольника равна ширине целика 11 (Фиг. 3), большая сторона равна длине выемочного столба. Ширина целиков, оставляемых между выемочными столбами, составляет обычно 20 - 40 м, длина выемочных столбов до 4000 м и более. Продольная ось целика параллельна большей стороне целика (краевым частям целика 12, Фиг. 3).The method is as follows. The whole coal left in the mined-out space of the mining layer has a rectangular shape in plan. The smaller side of this rectangle is equal to the width of the rear sight 11 (Fig. 3), the larger side is equal to the length of the excavation column. The width of the pillars left between the extraction columns is usually 20 - 40 m, the length of the excavation columns is up to 4000 m or more. The longitudinal axis of the rear sight is parallel to the larger side of the rear sight (edge parts of the rear sight 12, Fig. 3).

Отработку сближенных пластов угля ведут в нисходящем порядке. Подготовку выемочных столбов полезного ископаемого по надрабатывающему пласту производят парными параллельными выработками, пройденными с оставлением целика угля между этими выработками. Выемочные столбы отрабатывают длинными очистными забоями с оставлением в выработанном пространстве надрабатывающего пласта не разрушаемых горным давлением целиков угля 2 (Фиг. 1) шириной 11 (Фиг. 3). Под целиками, оставленными в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, формируются зоны с высокими напряжениями 16 (Фиг. 4), значительно превышающими уровень предельно допустимых (опасных) напряжений в надрабатываемом пласте 15, при превышении которых наблюдается повышенная интенсивность проявлений горного давления в очистных и подготовительных выработках надрабатываемого пласта. В результате повышается опасность горных работ в этих выработках. Использование известных способов для разгрузки надрабатываемого пласта от повышенных напряжений, формирующихся под целиками, оставленными в выработанном пространстве надрабатывающего пласта, кроме повышенной опасности горных работ, связано с большими объемами работ по проведению подготовительных выработок по выработанному пространству.Coal seams are mined in a descending order. The preparation of mining columns of minerals on the mining bed is carried out by paired parallel workings, passed with the leaving of a pillar of coal between these workings. The excavation columns are worked out by long working faces with the remaining in the worked-out space of the producing layer not being destroyed by the rock pressure of the pillars of coal 2 (Fig. 1) with a width of 11 (Fig. 3). Under pillars left in the worked-out space of the overburden, zones are formed with high stresses 16 (Fig. 4), significantly exceeding the level of maximum permissible (dangerous) stresses in the underburden 15, when exceeded which there is an increased intensity of manifestations of rock pressure in the treatment and preparatory workings underwork reservoir. As a result, the risk of mining in these workings increases. The use of well-known methods for unloading the produced formation from increased stresses formed under pillars left in the worked out space of the working formation, in addition to the increased danger of mining, is associated with large amounts of work on conducting preparatory workings on the developed space.

При использовании заявляемого способа для разгрузки надрабатываемого пласта от повышенных напряжений, формирующихся под целиками, с земной поверхности 1 (Фиг. 1) бурят скважины 4. Каждая скважина 4 состоит из двух участков: вертикального участка 5, пробуренного по пустым породам покрывающей толщи, и участка скважины 6, пробуренного по целику угля. Участок скважины 6, пробуренный по целику угля, располагают параллельно продольной оси целика (краевым частям целика 12, (Фиг. 3).When using the proposed method for unloading the produced formation from increased stresses forming under the pillars, wells 4 are drilled from the earth's surface 1 (Fig. 1). Each well 4 consists of two sections: a vertical section 5 drilled over empty rocks of the overburden, and a section wells 6 drilled entirely on coal. A section of the well 6 drilled in the rear of the coal is arranged parallel to the longitudinal axis of the pillar (edge parts of the pillar 12, (Fig. 3).

Расстояние 10 (Фиг. 3) между скважинами на участках, пробуренных по целику угля, принимают меньше удвоенной глубины распространения по угольному пласту в окрестности участка скважины, пробуренного по целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта. Расстояние 9 от краевых частей целика 12 (Фиг. 3) до ближайшей скважины принимают меньше глубины 8 (Фиг. 2) распространения по угольному пласту в окрестности скважины, пробуренной по целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта. При выполнении указанных двух условий гидроразрыв целика будет произведен по всей его ширине 11 (Фиг. 3).The distance 10 (Fig. 3) between the wells in the areas drilled on the whole of coal, take less than twice the depth of spread over the coal seam in the vicinity of the section of the wells drilled on the whole of coal, cracks formed during hydraulic fracturing. The distance 9 from the edge parts of the pillar 12 (Fig. 3) to the nearest well is less than the depth 8 (Fig. 2) of the spread along the coal seam in the vicinity of the well drilled over the whole coal, cracks formed during hydraulic fracturing. When these two conditions are met, the pillar will be fractured over its entire width 11 (Fig. 3).

Гидроразрыв целика осуществляют путем нагнетания через скважины в угольный пласт рабочей жидкости при давлении, достаточном для гидравлического разрыва целика.Hydraulic fracturing of the pillar is carried out by injection through the wells into the coal seam of the working fluid at a pressure sufficient for hydraulic fracturing of the pillar.

В качестве рабочей жидкости гидравлического разрыва пласта применяют, например, техническую пластовую воду, солянокислотные растворы и др.As the working fluid of hydraulic fracturing, for example, technical formation water, hydrochloric acid solutions, etc. are used.

Сущность гидроразрыва при реализации заявляемого способа заключается в создании в целике искусственных трещин и разрушении целика. При гидроразрыве целика происходит увеличение его податливости под воздействием внешних нагрузок: чем больше степень разрушения целика, тем больше его податливость.The essence of hydraulic fracturing during the implementation of the proposed method consists in the creation in the pillar of artificial cracks and the destruction of the pillar. With hydraulic fracturing of the pillar, its compliance under the influence of external loads increases: the greater the degree of destruction of the pillar, the greater its compliance.

Податливость целика при его гидроразрыве повышают до величин, больших предельных величин податливости целика, при превышении которых надрабатываемый пласт разгружается от опасных напряжений. Опасными являются напряжения, превышающие 15 (Фиг. 4).The pliability of the pillar during its hydraulic fracturing is increased to values that are larger than the limiting values of the pliability of the pillar, upon exceeding which the produced layer is unloaded from dangerous stresses. Hazards are voltages in excess of 15 (Fig. 4).

Использование заявляемого способа позволяет по сравнению с известными способами:Using the proposed method allows, in comparison with known methods:

- повысить безопасность ведения горных работ в надрабатываемых пластах при использовании систем разработки с оставлением целиков угля в выработанном пространстве надрабатывающих пластов;- to increase the safety of mining operations in the produced strata when using development systems with the remaining pillars of coal in the worked out space of the working strata;

- уменьшить объемы проведения вспомогательных выработок.- reduce the volume of auxiliary workings.

Параметры, необходимые для реализации заявляемого способа (давление, достаточное для гидравлического разрыва угля; предельная величина податливости целика, при превышении которой надработанный пласт разгружается от опасных напряжений; глубина распространения по угольному пласту в окрестности скважины трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта, и др.), в каждом конкретном случае определяют путем использования известных методик шахтных, лабораторных или аналитических исследований с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разработки сближенных угольных пластов.The parameters necessary for the implementation of the proposed method (the pressure is sufficient for hydraulic fracturing of coal; the limiting value of the pillar compliance, above which the worked-out formation is unloaded from dangerous stresses; the depth of propagation along the coal formation in the vicinity of the borehole of cracks formed during hydraulic fracturing, etc.) , in each case, is determined by using well-known methods of mine, laboratory or analytical studies, taking into account specific mining and geological and mining technical conditions for the development of converged coal seams.

Областью использования заявляемого способа являются шахты, отрабатывающие сближенные пласты угля. К таким шахтам относится большинство перспективных шахт Кузнецкого бассейна, а также многие шахты Китая, Австралии, Польши и других, развитых в области горного дела стран.The scope of the proposed method are mines working off the adjacent coal seams. Such mines include most of the promising mines of the Kuznetsk basin, as well as many mines in China, Australia, Poland, and other countries developed in the field of mining.

Способ поясняется следующим примером. Шахта «Котинская» отрабатывает пласт 52 (надрабатывающий), ниже которого на расстоянии 32-39 м залегает пласт 51 (надрабатываемый). При отработке пласта 52 через расстояние, равное длине лавы, в выработанном пространстве по всему шахтному полю оставлены не разрушаемые горным давлением целики угля шириной 30 м, являющиеся причиной формирования в надрабатываемом пласте 51 областей с повышенными напряжениями. Напряжения 16 (Фиг. 4) в этих зонах в условиях данной шахты превышают уровень естественных напряжений 14 (Фиг. 4) в 1,7 -2,0 раза и более. Общая площадь опасных зон ПГД в надрабатываемом пласте 51 составляет около 30% площади шахтного поля.The method is illustrated by the following example. The Kotinskaya mine works off formation 52 (mining), below which at a distance of 32-39 m, formation 51 (underworking) lies. During mining of seam 52 over a distance equal to the length of the lava, 30 m wide coal pillars that are not destroyed by rock pressure are left in the worked out space throughout the mine field, which causes 51 areas with increased stresses to form in the seam to be mined. Stresses 16 (Fig. 4) in these zones in the conditions of this mine exceed the level of natural stresses 14 (Fig. 4) by 1.7 -2.0 times or more. The total area of the hazardous zones of PGD in the overburden formation 51 is about 30% of the area of the mine field.

Для разгрузки надрабатываемого пласта от повышенных напряжений, формирующихся под целиками, с земной поверхности 1 (Фиг. 1) бурят скважины 4. Длина участка 6 скважины 4, пробуренного по целику угля, составляет 400 м. Участок скважины 6, пробуренный по целику угля, располагают параллельно краевым частям целика 12, Фиг. 3.To unload the produced layer from the increased stresses forming under the pillars, wells 4 are drilled from the earth's surface 1 (Fig. 1). The length of the section 6 of the hole 4 drilled in the whole coal is 400 m. The section of the well 6 drilled in the whole coal is located parallel to the edge portions of the rear sight 12, FIG. 3.

Для гидроразрыва пласта используют воду. Глубина 8 (Фиг. 2) распространения по угольному пласту в окрестности участка скважины, пробуренного о целику угля, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта, составляет 6 м. Всего по целику бурят три скважины. Расстояние 10 (Фиг. 3) между скважинами, на участках скважин, пробуренных по целику угля, принимают равным 10 м. Расстояние от краевых частей целика 12 (Фиг. 3) до ближайшей скважины принимают равным 5 м.For hydraulic fracturing, water is used. Depth 8 (Fig. 2) of spreading over a coal seam in the vicinity of a section of a well drilled about the whole of coal, cracks formed during hydraulic fracturing, is 6 m. In total, three wells are drilled entirely. The distance 10 (Fig. 3) between the wells in the sections of the wells drilled on the whole coal is taken equal to 10 m. The distance from the edge parts of the pillar 12 (Fig. 3) to the nearest well is taken to be 5 m.

В рассматриваемых горно-геологических и горнотехнических условиях при гидроразрыве целика его податливость повышают до 1,5 м, что на 0,3-0,5 м превышает предельную величину податливости целика (1,0-1,2 м), при превышении которой надрабатываемый пласт разгружается от опасных напряжений.Under the mining and geological and mining conditions under hydraulic fracturing of the pillar, its compliance is increased to 1.5 m, which is 0.3-0.5 m higher than the marginal compliance of the pillar (1.0-1.2 m), above which the workable the formation is unloaded from dangerous stresses.

Уровень опасных (15, Фиг. 4) напряжений в надрабатываемом пласте 51 в зоне влияния целика, при превышении которого наблюдается повышенная интенсивность проявлений горного давления в выработках надрабатываемого пласта, составляет в условиях шахты «Котинская» 1,3-1,4 величины естественных напряжений в надрабатываемом пласте до начала горных работ в сближенных пластах.The level of dangerous (15, Fig. 4) stresses in the overburden formation 51 in the zone of influence of the pillar, when exceeded which there is an increased intensity of manifestations of rock pressure in the workings of the underburden formation, in the conditions of the Kotinskaya mine, 1.3–1.4 magnitudes of natural stress in an underworked stratum before mining operations in adjacent strata.

Напряжения в надрабатываемом пласте 51 после гидроразрыва целика, оставленного в выработанном пространстве надрабатывающего пласта 52 снижаются с 1,7 -2,0 до 1,1-1,2 величины естественных напряжений в надрабатываемом пласте до начала горных работ в сближенных пластах.Stresses in the overburden 51 after hydraulic fracturing of the pillar left in the worked out space of the overburden 52 are reduced from 1.7 -2.0 to 1.1-1.2 the magnitude of the natural stresses in the underburden before the start of mining operations in adjacent layers.

Использование заявляемого способа при отработке сближенных пластов 52 и 51 в условиях шахты «Котинская» позволяет в 3-4 раза уменьшить интенсивность смещений пород в подготовительных выработках надрабатываемого пласта 51, расположенных под целиками угля, оставленными в выработанном пространстве надрабатывающего пласта 52, и повысить безопасность горных работ.The use of the proposed method for mining the adjacent seams 52 and 51 in the conditions of the Kotinskaya mine makes it possible to reduce the intensity of rock displacements in the preparatory mine workings of the mining seam 51 located under coal pillars left in the mine space of the mining seam 52 by 3-4 times and to increase mountain safety works.

Claims (1)

Способ разработки сближенных пластов угля, включающий отработку пластов в нисходящем порядке, подготовку выемочных столбов полезного ископаемого парными параллельными выработками, пройденными с оставлением целика угля между этими выработками, отработку выемочных столбов длинными очистными забоями, оставление в выработанном пространстве не разрушаемых горным давлением целиков угля, отличающийся тем, что с поверхности бурят скважины, включающие участки скважин, пробуренные по пустым породам, и участки скважин, пробуренные по целикам угля, участки скважины, пробуренные по целикам угля, располагают параллельно продольным осям целиков, через скважины в целик нагнетают техническую пластовую воду при давлении, достаточном для гидравлического разрыва целика и увеличения тем самым его податливости до величин, больших предельных величин податливости целика, при превышении которых надработанный пласт разгружается от опасных напряжений, расстояние от краевых частей целика до ближайшей скважины принимают меньше глубины распространения по угольному пласту в окрестности скважины, пробуренной по целику, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта, а расстояние между скважинами на участках скважин, пробуренных по целику, принимают меньше удвоенной глубины распространения по угольному пласту в окрестности участка скважины, пробуренного по целику, трещин, сформировавшихся при гидроразрыве пласта.A method of developing converging coal seams, including mining the coal beds in descending order, preparing excavation columns of minerals in parallel paired excavations, leaving a pillar of coal between these excavations, mining excavation columns with long mining faces, leaving coal pillars that are not destroyed by rock pressure, which differs the fact that wells are drilled from the surface, including sections of wells drilled over empty rocks, and sections of wells drilled over pillars coal, well sections drilled along the pillars of coal are placed parallel to the longitudinal axes of the pillars, technical formation water is pumped through the wells at a pressure sufficient to hydraulically fracture the pillar and thereby increase its compliance to values that exceed the maximum limiting compliance of the pillar, above which the worked-out seam is unloaded from dangerous stresses, the distance from the edge parts of the pillar to the nearest well is taken less than the depth of propagation in the coal seam in the vicinity of the importance of the whole drilled hole, the cracks formed during hydraulic fracturing, and the distance between the wells in the sections of the wells drilled whole, take less than twice the depth of propagation in the coal seam in the vicinity of the well section drilled, the fractures formed during the hydraulic fracturing.
RU2018104760A 2018-02-07 2018-02-07 Method of developing adjacent of coal seams RU2672296C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104760A RU2672296C1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Method of developing adjacent of coal seams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104760A RU2672296C1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Method of developing adjacent of coal seams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672296C1 true RU2672296C1 (en) 2018-11-13

Family

ID=64327808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104760A RU2672296C1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Method of developing adjacent of coal seams

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672296C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117868825A (en) * 2024-01-19 2024-04-12 中国矿业大学 Mine tunnel bottom plate mine pressure control method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU636393A1 (en) * 1977-03-18 1978-12-05 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова Method of relieving mined-out mineral seams from excess stresses
SU1643735A1 (en) * 1989-03-07 1991-04-23 Московский Горный Институт Method for hydraulically working productive strata
RU2067181C1 (en) * 1992-01-16 1996-09-27 Научно-производственная фьючерская фирма "Геоэнергия" Method for decrease of gas dynamic activity of outburst-prone seams
RU2339818C1 (en) * 2007-05-14 2008-11-27 Геннадий Дмитриевич Задавин Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method
EP2497900A2 (en) * 2011-03-07 2012-09-12 Schlumberger Technology B.V. Modeling hydraulic fractures
RU2472941C1 (en) * 2011-07-26 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН Coal bed hydraulic fracturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU636393A1 (en) * 1977-03-18 1978-12-05 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова Method of relieving mined-out mineral seams from excess stresses
SU1643735A1 (en) * 1989-03-07 1991-04-23 Московский Горный Институт Method for hydraulically working productive strata
RU2067181C1 (en) * 1992-01-16 1996-09-27 Научно-производственная фьючерская фирма "Геоэнергия" Method for decrease of gas dynamic activity of outburst-prone seams
RU2339818C1 (en) * 2007-05-14 2008-11-27 Геннадий Дмитриевич Задавин Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method
EP2497900A2 (en) * 2011-03-07 2012-09-12 Schlumberger Technology B.V. Modeling hydraulic fractures
RU2472941C1 (en) * 2011-07-26 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН Coal bed hydraulic fracturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117868825A (en) * 2024-01-19 2024-04-12 中国矿业大学 Mine tunnel bottom plate mine pressure control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110939442B (en) Method for treating rock burst by pressure relief source in ground fracturing area
RU2339818C1 (en) Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method
CN101240715A (en) One well three-purpose mash gas harnessing method for ground well drilling and ground well drilling
RU2537711C1 (en) Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes
CN112593936B (en) Advanced comprehensive control method for multi-disaster area of deep mine
CN103742149A (en) Method for re-mining residual floor coal in fully-mechanized top coal caving face
CN105804748B (en) A kind of method of block mining Wall ore under open air transport system
RU2333363C1 (en) Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams
RU2341658C1 (en) Method of prevention of flooding of potassium mines and hazardous deformations of earth surface at underground water inrush into mines
Cao et al. Protection scope and gas extraction of the low-protective layer in a thin coal seam: lessons from the DaHe coalfield, China
CN113982582A (en) Method for hydraulic fracturing treatment of end triangular area suspended roof of underground coal mine coal face
RU2428566C1 (en) Development method of gently sloping coal beds
Shilova et al. Protection of operating degassing holes from air inflow from underground excavations
RU2396429C1 (en) Procedure for weakening marginal massif of mine workings at development of coal beds
RU2487246C1 (en) Method to degas coal-bearing series
RU2472936C1 (en) Control method of poorly caving roof at entry of mechanised complex to removal chamber
RU2439323C1 (en) Method to mine inclined ore deposits
RU2672296C1 (en) Method of developing adjacent of coal seams
RU2571464C1 (en) Preliminary degassing of coal series and worked-out area
CN102733851B (en) Control method for water-containing collapse columns in mining affected areas of combined reconstructed mines
RU2447290C1 (en) Method for degassing of coal beds
RU2441167C1 (en) Method for draining out of gases in superimposed seam
RU2564888C1 (en) Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations
RU2498065C1 (en) Method to mine mineral beds
RU2306417C2 (en) Underground mineral mining method