SU1173827A1

SU1173827A1 - Method of controlling hard-yielding roof

Info

Publication number: SU1173827A1
Application number: SU843689764A
Authority: SU
Inventors: Л.М. Гусельников; В.П. Шишкин; А.Н. Осипов; П.П. Кретов
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Проектный Угольный Институт
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1987-10-15

Abstract

1. (ЛЮСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЕМОЙ КРОВЛЕЙ, включающий бурение смещенных по вертикали пучков параллельно сближенных скважин, размещение зар дов в скважинах с оставлением промежутков между ними и одновременное их взрывание,о т л и чающийс тем, что, р целью повьппени эффективнрсти управлени . труднообрзтпаемой кровлей за счет одновременного создани трещин в ней, вьшележащий пучок скважин смещают относительно нижележащего пучка в пределах угла полных сдвижений пород, а зар ды в скважинах одного пучка размещают в шахматном пор дке по отношению друг к другу с заполнением оставленных промежутков водой, причеУ скважины в пучке бур т в плоскости , параллельной напластованию пород кровли. 2.. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с тем, что рассто ние между скважинами в пучке принимают равным радиусу трещинообразовани , а между пучками - не более двух радиусов трещинообразовани . 3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с тем, что величину промежутка между зар дами в скважине определ ют из вьфажени : г 2R/3 + 1з, где R - рассто ние между скважинами, равное радиусу трещинообразовани , м; is - длина зар да, м, а величину смещени зар дов в скважине одного пучка относительно друг друга принимают равной R/3.1. (THE MANAGEMENT OF EMERGENCY BLOODED ROOFES, including the drilling of vertically displaced beams parallel to contiguous wells, the placement of charges in the wells, leaving gaps between them and their simultaneous blasting, is mt and is due to the fact that, in order to improve the control, it is difficult to control them. due to the simultaneous creation of cracks in it, the overlying bundle of wells is shifted relative to the underlying bundle within the angle of complete displacement of rocks, and the charges in the wells of one bundle are placed in a checkerboard In relation to each other, filling the spaces left with water, the hole in the bundle is drilled in a plane parallel to the bedding of the roof rocks. 2 .. The method according to Claim 1, the distance between between the wells in the beam is assumed to be equal to the radius of cracking, and between the beams — no more than two radii of cracking. 3. The method according to claim 1 is about the same as the gap between the charges in the well is determined from impurities: g 2R / 3 + 1З, where R is the distance between the wells, equal to the radius of the fracturing and, m; is is the length of the charge, m, and the magnitude of the charge displacement in the borehole of one beam relative to each other is equal to R / 3.

Description

Изобретение относитс к горной промьшшенности и может быть использовано дл управлени труднообрушаемой кровлей при разработке пластовых полезных ископаемых.The invention relates to the mining industry and can be used to control a roof that is difficult to break when developing reservoir minerals.

Цель изобретени - повьппение эффективности управлени труднообрзтпаемой кровлей за счет одновременного создани трещин в ней.The purpose of the invention is to increase the efficiency of control of a roof with a hard-to-remove roof due to the simultaneous creation of cracks in it.

На фиг.1 изображена схема расположени скважин в выемочном столбе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - узел I на фиг.1 (схема взаимодействи зар дов в параллельно сближенных скважинах).Fig. 1 shows the layout of wells in an extraction column; figure 2 - section aa in figure 1; figure 3 - section bb in figure 1; Fig. 4 shows the node I in Fig. 1 (the interaction pattern of charges in parallel-aligned wells).

Способ осуществл етс следующим образом. В труднообрушаемые породы кровли впереди очистного забо бур т смещенные по вертикали 1 параллельно сближенных скважин 2 таким образом, что скважины 2 в пучке 1 располагаютс в плоскости, параллельной напластованию пород кровли, с рассто нием между ними, равным радиусу трещинообразовани R. Расположенные по мощности разрушаемой кровли пучки 1 образуют р ды скважин 3.The method is carried out as follows. In hard-to-collapse roof rocks ahead of the clearing hole, drills displaced along vertical 1 parallel wells 2 in such a way that wells 2 in bundle 1 are located in a plane parallel to the bedding of the roof rocks, with a distance between them equal to the fracture radius R. roof beams 1 form a series of wells 3.

Количество пучков 1 в р ду 3 определ етс мощностью, прочностью кровли , наличием и расположением ослабленных контактов по наслоению.The number of beams 1 in row 3 is determined by the power, the strength of the roof, the presence and location of loose contacts by layering.

Каждьй вышележащий пучок 1 (фиг.2) скважин 2 смещают относительно нижележащего пучка 1 в пределах угла полных сдвижений пород ц; . Рассто ние между пз 1ками принимают не более двух радиусов трещинообразовани R (фиг.3), а р ды скважин 3 располагают через требуемый шаг обрушени разупрочн емой кровли (участок а,фиг.2)Each overlying bundle 1 (FIG. 2) of wells 2 is shifted relative to the underlying bundle 1 within the limits of the angle of complete displacement of rocks c; . The distance between Pz 1kami takes no more than two fracture radii R (Fig. 3), and the rows of wells 3 are positioned through the required step of collapse of the softened roof (section a, Fig. 2)

По окончании бурени скважин 2 в р ду 3 (участок б, фиг.2) приступают к последовательному зар жанию и одновременному взрыванию скважин в пучках, начина с нижнего, в следующем пор дке.At the end of the drilling of wells 2 in row 3 (section b, Fig. 2), they proceed to the sequential charging and simultaneous blasting of wells in bundles, starting from the bottom, in the following order.

В параллельно сближенные скважины 2 нижнего пзгчка 1, досылают зар ды взрьшчатого вещества 4 и 5, которые размещают в скважинах в шахматном пор дке по отношению друг к другу с оставлением промежутков между ними дл заполнени их водой, причем зар ды 4 и 5 в скважинах 2 одного пучка 1 смещают относительно друг друга на рассто ние, равное Rv3, с величинойIn parallel, the contiguous wells 2 of the lower crankhead 1, charges of the bristled substance 4 and 5 are sent, which are placed in the wells in a staggered order with respect to each other, leaving gaps between them to fill them with water, and the charges 4 and 5 in the wells 2 one beam 1 is shifted relative to each other by a distance equal to Rv3, with the value

промежутков между зар дами г в каждой скважине не менее , где R - рассто ние между скважинами, равное радиусу трещинообразовани , м; Ij - длина зар да, м.the intervals between the charges g in each well are not less, where R is the distance between the wells, equal to the radius of fracturing, m; Ij - charge length, m

После зар жани скважин в пучке 1 их герметизируют, заполн ют водой в качестве забойки и одновременно взрывают .After charging the wells in bundle 1, they are sealed, filled with water as a stemming and simultaneously blown up.

Аналогично осуществл етс зар жание и взрывание скважин ка щого последующего пучка в р ду. Зар жание и взрьгоание следующего р да производ тSimilarly, the wellbore of the next subsequent well is charged and exploded in a row. The charging and exploding of the next p is made.

впереди забо вне зоны опорного давлени .ahead of the bottom outside the reference pressure zone.

Механизм воздействи на разупрочн емый массив предлагаемого способа управлени труднообр тпаемой кровлиThe mechanism of action on the softened massif of the proposed method for controlling a hard-to-be-covered roof

сводитс к следующему (фиг.4).reduces to the following (Fig. 4).

При одновременном взрывании зар дов 4 и 5 в параллельно сближенных скважинах пучка 1 вокруг каждой из них в начальньй момент за счет энергии взрьша (ударных волн) образуютс концентрические и преимущественно радиальные трещины. При последующем взаимодействии ударных волн происходит наиболее интенсивное разрушениеWith simultaneous blasting of charges 4 and 5 in parallelly approaching wells of beam 1, concentric and mainly radial cracks are formed around each of them at the initial moment due to exploding energy (shock waves). During the subsequent interaction of shock waves, the most intense destruction occurs.

породы между стенками параллельно сближенных скважин 2. Обща зона разрушени , образованна сближенными зар дами 4 и 5, имеет форму зллипса 6, больша ось которого совпадает сrocks between the walls of parallel wells that are close together 2. The total destruction zone formed by the adjacent charges 4 and 5 has the shape of a zllipse 6, the major axis of which coincides with

линией 7 наименьшего сопротивлени между скважинами. В этой зоне отмечаетс развитие двух основных систем трещин: параллельных и перпендикул рных (наклонных) относительно линийline 7 of least resistance between wells. In this zone, the development of two main fracture systems is observed: parallel and perpendicular (inclined) relative to the lines

7 наименьшего сопротивлени медду скважинами.7 least resistance meddu wells.

Расположение скважин 2 в пучке 1 в плоскости, параллельной напластованию пород кровли, обеспечивает создание трещин в ней, а именно как откольных трещин, перпендикул рных или наклонньпс к слоистости массива, так и послойных трещин.The location of wells 2 in bundle 1 in a plane parallel to the bedding of the roof rocks provides for the creation of cracks in it, namely, spall cracks, perpendicular or inclined to the stratification of the massif, and layer-by-layer cracks.

В результате одновременного создани откольных и послойных трещин монолитна кровл делитс на блоки не только менее естественной их длины, но и толщины (участок в, фиг.2).As a result of the simultaneous creation of spalled and layer-by-layer cracks, the monolithic roof is divided into blocks not only of less natural length, but also of thickness (section in, Fig. 2).

Кроме того, размещение зар дов 4 и 5 в скважинах пучка 1 рассредоточено в шахматном пор дке по отношению друг к другу с величиной смещени КУЗ и заполнением оставленных промежутков между зар дами г в скважине не менее 2RV3 + 1., водой, что повышает эффективность разупрочнени кровли за счет рационального использовани энергии взрьша путем взаимного экранировани зар дов и наложени ударных волн между скважинами и по оси каждой скважины. Взаимодействие зар дов, расположенных в шахматном пор дке с указанными величинами смещений и промежутков в параллельно сближенных скважинах , происходит следующим образом (фиг.4, направление ударных волн показано стрелками). I При одновременном взрывании всех зар дов в пучке I использование части скважины 1з в качестве экрана 8 дл зар дов 4 и 5, расположенных соответственно напротив в соседней скв жине, до подхода к участку - экрану 8 ударных волн (показано сплошной стрелкой) от выше и ниже расположенных зар дов 4 позвол ет сконцентриро вать энергию отраженных волн (показа но пунктирной стрелкой) в направлени линий 7 наименьшего сопротивлени между параллельно сближенными скважи нами. После отражени ударных волн от участка скважины - экрана 8, в результате взаимодействи эар5здов 4 вдоль оси скважины, расположенных по концам промежутка 21 + 1, на участке экрана 8 при наложении ударных волн возникают узловые точки 9, которые можно рассматривать как фиктивный зар д, взаимодействующий с фактическим зар дом 5, расположенным в другой скважине, при этом их взаимодействие смещаетс so време1ш. Уз ловые точки 9 в центре промежутка возникают ke менее двух раз: при рас простран нии ударных волн по массиву , прилегающему к скважине, и по воде, заполн ющей скважину. В результате экранировани возникает концентрированный оток ударных волн с вектором, направленным в плос кости, проход щей через оси скважин 2 пучка1, который усиливаетс после воздействи на него пр мых ударньдх волн от зар дов, расположенных по границам промежутка скважины без зар да , и от узловых точек 9. Так как основное разупрочнение массива происходит под действием раст гивающих напр жений, возникающих 27 при движении отраженных волн, то эффект экранировани позвол ет эа счет дополнительно отраженной энергии волн увеличить количество созданных при взрыве трещин, их раскрытость и соответственно повысить эффективность разупрочнени труднообрушаемой кровли. Параметры размещени зар дов в параллельно сближенных скважинах, определ ющие рассмотренные оптимальные услови взаимодействи зар дов, выражаютс через следующие соотношени . При одновременном взрывании зар дов 4 и 5 в параллельно сближенных скважинах дл исключени вли ни зар дов 4 на зар д 5 до момента экранировани ударной волны и прихода отраженной волны от зар да 5, кратчайшее рассто ние между зар дами 4 и 5 должно быть не менее пути, который проходит ударна волна от зар да до параллельно сближенной скважины и обратно, то есть 2R, где R - рассто ние между параллельно сближенными скважинами, равное радиусу трещинообразовани . Тогда, необходима величина смещени I зар да 4 от зар да 5 составит 1(2R)- R или , а величина .промежутка между зар дами г должна быть равной 2R «3 1з . Эффективность управлени труднообрушаемой кровлей в предлагаемом способе повышаетс также за счет формировани оптимальной схемы обрушени подработанного массива, заключающийс в том, что вьш1ележащий пучок скважин смещают относительно нижележащего пучка в пределах угла полных сдвижений пород ц) . Расположение крайних в р дах скважин в плоскости угла полных сдвижений пород способствует обрушению нижних слоев кровли непосредственно за крепью, при этом смещение блоков вышележащих слоев 10, обладающих большей кинематической энергией за счет высоты обрушени , происходит на образованную породную подушку 1I без динамического эффекта и ударных нагрузок на крепь 12. Предлагаемый способ создает безопасные услови за счет снижени величины одновременно взрываемого зар да в одной скважине и сохранени устойчивости нижних слоев непосред511738276In addition, the placement of charges 4 and 5 in the wells of beam 1 is dispersed in a staggered order with respect to each other with the magnitude of the displacement of the QUS and filling the gaps between charges r in the well of at least 2RV3 + 1, water, which increases the softening effect roofs due to the rational use of energy of exploding by mutual shielding of charges and imposing shock waves between the wells and along the axis of each well. The interaction of charges located in a staggered order with the indicated values of displacements and gaps in parallel wells, is as follows (Fig. 4, the direction of the shock waves is shown by arrows). I With simultaneous blasting of all charges in beam I use part of well 1h as screen 8 for charges 4 and 5, located opposite opposite in the adjacent well, respectively, before approaching the section — screen 8 of shock waves (indicated by a solid arrow) from above and lower located charges 4 allows the energy of the reflected waves to be concentrated (shown by a dashed arrow) in the direction of the lines of least resistance between parallel and closely spaced wells. After reflection of the shock waves from the well section - screen 8, as a result of the interaction of the electrodes 4 along the axis of the well, located at the ends of the 21 + 1 gap, on the screen section 8 when shock waves are superimposed, nodal points 9 arise, which can be considered as a fictitious charge interacting with actual charge 5 located in another well, while their interaction shifts so time. The nodal points 9 in the center of the gap appear ke less than two times: as the shock waves propagate through the massif adjacent to the well, and the water that fills the well. As a result of shielding, a concentrated outflow of shock waves arises with a vector directed in a plane passing through the axes of the boreholes 2 of the beam 1, which is amplified after the impact of direct shock waves from the charges located along the boundaries of the gap of the borehole without charge, and from the nodal points 9. Since the main weakening of the array occurs under the action of tensile stresses arising 27 when the reflected waves move, the screening effect allows the additional reflected energy of the waves to increase ETS created by the explosion of crack, disclosure and, accordingly, improve softening trudnoobrushaemoy roof. The parameters of charge placement in parallel well wells, which determine the considered optimal charge interaction conditions, are expressed in terms of the following relationships. With simultaneous blasting of charges 4 and 5 in parallel well-spaced wells to eliminate the influence of charges 4 on charge 5 until the shock wave is screened and the reflected wave arrives from charge 5, the shortest distance between charges 4 and 5 should not be less than the path that the shock wave travels from the charge to the parallel well and vice versa, i.e. 2R, where R is the distance between the parallel closely spaced wells, equal to the radius of crack formation. Then, the required magnitude of the displacement I of charge 4 from charge 5 is 1 (2R) - R or, and the magnitude of the gap between charges r should be equal to 2R "3 1h. The control efficiency of the hard-to-collapse roof in the proposed method also increases due to the formation of an optimal collapse pattern of the subsurface array, which means that the upper beam bundle is shifted relative to the lower beam within the angle of complete displacement of rocks. The location of the extreme wells in a row in the plane of the angle of complete displacement of rocks contributes to the collapse of the lower layers of the roof directly behind the lining, while the blocks of the overlying layers 10, which have greater kinematic energy due to the height of the collapse, shift to the formed breeding pillow 1I without dynamic effect and shock loads on the support 12. The proposed method creates safe conditions by reducing the amount of simultaneously exploding charge in one well and maintaining the stability of the lower layers of ed511738276

ственной кровли в очистных забо х, зированных комплексов в услови х а также.обеспечивает эффективную и труднообрушаем тх кровель с высокой безаварийную работу серийных механи- нагрузкой на очистной забой.roofing in clearing aeas, zoned complexes in conditions and also. provides an effective and hard to crush roofs with high trouble-free operation of serial mechanical load on a clearing face.

,гg

Claims

1. METHOD FOR MANAGING DIFFERENT ROOFING ROOF, including drilling vertically displaced beams of parallel parallel wells, placing charges in wells with spaces between them and simultaneously blowing them up, which is aimed at increasing control efficiency. a hard-to-collapse roof due to the simultaneous creation of cracks in it, the overlying beam of wells is displaced relative to the underlying beam to "within the angle of complete rock displacements, and the charges in the wells of one beam are placed in a checkerboard pattern with respect to each other with filling the gaps left with water, and the wells in the beam is drilled in a plane parallel to the bedding of the roof rocks.

2 .. The method according to claim 1, with the fact that the distance between the wells in the beam is taken to be equal to the radius of crack formation, and between the beams - no more than two radii of crack formation.

3. The method according to π.1, with the fact that the gap between charges in the well is determined from the expression:

g 2RI / 3 + b, where R is the distance between the wells, equal to the radius of cracking, m;

1h is the length of the charge, m, and the magnitude of the displacement of charges in the well of one beam relative to each other is taken equal to r / s.

SU _au 1173827