Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь»
Детально розглядаються теоретичні розробки та їх практичне впровадження щодо безпечної роботи очисного вибою, що відпрацьовує барьерний цілик під розвідувальну свердловину. Theoretical insights related to safe operation of production face working safety pillar for exploration hole and their practica...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99777 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» / В.А. Дрибан, И.А. Южанин, А.Н. Феофанов, В.А. Тодоров // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 162-172. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99777 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Дрибан, В.А. Южанин, И.А. Феофанов, А.Н. Тодоров, В.А. 2016-05-02T19:05:18Z 2016-05-02T19:05:18Z 2012 Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» / В.А. Дрибан, И.А. Южанин, А.Н. Феофанов, В.А. Тодоров // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 162-172. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99777 622.837 Детально розглядаються теоретичні розробки та їх практичне впровадження щодо безпечної роботи очисного вибою, що відпрацьовує барьерний цілик під розвідувальну свердловину. Theoretical insights related to safe operation of production face working safety pillar for exploration hole and their practical implementation are considered in detail. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» |
| spellingShingle |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» Дрибан, В.А. Южанин, И.А. Феофанов, А.Н. Тодоров, В.А. |
| title_short |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» |
| title_full |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» |
| title_fullStr |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» |
| title_full_unstemmed |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» |
| title_sort |
опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях гп «макеевуголь» |
| author |
Дрибан, В.А. Южанин, И.А. Феофанов, А.Н. Тодоров, В.А. |
| author_facet |
Дрибан, В.А. Южанин, И.А. Феофанов, А.Н. Тодоров, В.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| description |
Детально розглядаються теоретичні розробки та їх практичне впровадження щодо безпечної роботи очисного вибою, що відпрацьовує барьерний цілик під розвідувальну свердловину.
Theoretical insights related to safe operation of production face working safety pillar for exploration hole and their practical implementation are considered in detail.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99777 |
| citation_txt |
Опыт отработки барьерного целика под разведочную скважину в условиях ГП «Макеевуголь» / В.А. Дрибан, И.А. Южанин, А.Н. Феофанов, В.А. Тодоров // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 162-172. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT dribanva opytotrabotkibarʹernogocelikapodrazvedočnuûskvažinuvusloviâhgpmakeevugolʹ AT ûžaninia opytotrabotkibarʹernogocelikapodrazvedočnuûskvažinuvusloviâhgpmakeevugolʹ AT feofanovan opytotrabotkibarʹernogocelikapodrazvedočnuûskvažinuvusloviâhgpmakeevugolʹ AT todorovva opytotrabotkibarʹernogocelikapodrazvedočnuûskvažinuvusloviâhgpmakeevugolʹ |
| first_indexed |
2025-11-25T22:42:42Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:42:42Z |
| _version_ |
1850569726871207936 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
162
УДК 622.837
ОПЫТ ОТРАБОТКИ БАРЬЕРНОГО ЦЕЛИКА ПОД
РАЗВЕДОЧНУЮ СКВАЖИНУ В УСЛОВИЯХ
ГП «МАКЕЕВУГОЛЬ»
Дрибан В. А., Южанин И. А., Феофанов А. Н.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Тодоров В. А.
(ОП «Шахтоуправление им. В. И. Ленина» ГП «Макеевуголь»)
Детально розглядаються теоретичні розробки та їх прак-
тичне впровадження щодо безпечної роботи очисного вибою, що
відпрацьовує барьерний цілик під розвідувальну свердловину.
Theoretical insights related to safe operation of production face
working safety pillar for exploration hole and their practical imple-
mentation are considered in detail.
Программой развития горных работ на шх. «Калиновская-
Восточная» ГП «Макеевуголь» предусмотрена отработка корен-
ной разгрузочной лавы пласта l1 в 2011-12 гг. Длина очистного
забоя 220 м. Вынимаемая мощность 1,21 м. Средняя скорость по-
двигания лавы 1,6 м в сутки. Отработка осуществляется столбом
по восстанию прямым ходом с оформлением подготовительных
выработок позади очистного забоя (система «лава-штрек»). От-
ставание вентиляционного и конвейерного ходков составляет не
более 8 м (рис. 1).
Пласт l1 входит в состав свиты С2
6 (Алмазная) среднего кар-
бона (см. таблицу 1). Крупных тектонических нарушений в рас-
сматриваемом районе нет, встречаются непрогнозируемые мел-
коамплитудные геологические нарушения. Песчаник l1S l1
′, зале-
гающий непосредственно в кровле пласта, водоносный, при осад-
ках приток воды составляет до 2 – 3 м3/час.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
163
Рис. 1. Выкопировка из плана горных работ по пласту l1 в
районе коренной разгрузочной лавы
Осложняющим фактором на пути движения очистного забоя
коренной разгрузочной лавы явилась разведочная скважина
№ 4267 диаметром 92 мм, пробуренная Чистяковской ГРП треста
«Артёмгеология» ещё в декабре 1962 г с поверхности до глубины
1230,2 м. Скважина пересекает одновременно пласты нескольких
шахт ГП «Макеевуголь». А именно: пласт l1 шх. «Калиновская-
Восточная» на глубине 774,7 м; пласт l3 на глубине 709,2 м и
пласт l4 на глубине 673,7 м шх. им. В. И. Ленина; пласт l7 на глу-
бине 545,5 м и пласт l8
′ на глубине 499,7 м шх. № 13 бис.
По всем вышележащим пластам скважина уже была подра-
ботана, и к моменту отработки коренной разгрузочной лавы пла-
ста l1 участки подработки затоплены (рис. 2).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
164
Таблица 1
Характеристика пласта l1
№
п/п Показатель Величина показателя
1 2 3
1 Глубина залегания по сква
жине № 4267, м 774,7
2 Мощность, м 1,00 – 1,21
3 Угол падения, градус 4 – 6
4 Строение Сложное: 4 угольные пачки, 3
прослоя пород (глинистый и
углистый сланцы, песчаник)
5 Общая мощность, м:
- угольных пачек
- породных прослоёв
0,83
0,32
6 Описание угля Чёрный, блестящий, штрихо-
вой структуры, рыхлый, излом
неровный
7 Коэффициент крепости f 1,5
8 Марка угля ОС кокс
9 Природная газоносность,
м3/т с.д.м. 19,0 – 23,1
10 Объёмный вес, т/м3 1,40 – 1,42
11 Выход летучих, % 24,2 – 25,2
12 Содержание золы, % 33,3
13 Содержание влаги, % 1,8
14 Характер контакта:
- с кровлей
- с почвой
Волнистый, чёткий, спаянный
Чёткий, ровный, слабоспаян-
ный
При ликвидации скважины с целью изоляции угольных пла-
стов от притока воды она была затампонирована. Тампонажные
работы заключались в заливке отдельных интервалов, включаю-
щих рабочие пласты, суглинисто-цементным или глинистым рас-
твором и установке специальных тампонажных пробок.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
165
Рис. 2. Условия затопления вышележащей толщи
По состоянию на 29.11.2011 г. расстояние между очистным
забоем и точкой пересечения скважины с пластом составило 55 м.
Согласно существующим нормативным требованиям [1], марк-
шейдерской службой шахты вокруг скважины по пласту l1 был
рассчитан барьерный целик радиусом 48 м.
В ходе проведения производственного совещания у главно-
го инженера шахты «Калиновская-Восточная» совместно с со-
трудниками отдела горного давления УкрНИМИ было отмечено,
что при подходе лавы к целику неизбежно возникнет необходи-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
166
мость во временной остановке очистного забоя, уменьшении его
длины или даже полной перенарезке за пределами барьерного це-
лика. Всё это повлечёт за собой значительные материальные и
временные потери, и затруднит работу предприятия в целом. По-
этому, проанализировав создавшуюся горно-геологическую и ги-
дрогеологическую ситуацию на данном участке, был намечен
следующий порядок ведения горных работ в районе скважины
№ 4267:
1. Уточнить размеры барьерного целика у скважины по пла-
сту l1, с учётом особенностей сложившейся ситуации на участке;
2. Разработать оптимальную схему отработки барьерного
целика;
3. Создать гидроизоляционную завесу в породах кровли
пласта;
4. Разработать мероприятия по безопасной отработке целика;
5. С утверждёнными мероприятиями отработать барьерный
целик.
Было учтено следующее обстоятельство. Горными работами
целиковой лавы пласта l4 шахты им. В. И. Ленина разведочная
скважина № 4267 не была обнаружена. Следовательно, участок
скважины в интервале l4 – l7 затампонирован качественно. Одна-
ко с целью большей надёжности расчётов была принята макси-
мальная величина затопления по скважине до уровня затопления
пласта l8
′, равная 324,7 м.
При установлении по [1] границы опасной зоны по прорыву
воды из скважины № 4267 определялись:
1. Безопасная глубина разработки под пластом l4, которая
составила 65,5 м, т.е. подработка пласта l4 пластом l1 при мощно-
сти междупластья l1 – l4 в 100 м допустима.
2. Ширина (радиус) барьерного целика dc у скважины
№ 4267 как у затопленной необсаженной технической скважины
по формуле:
мlНdc 245001,005,0 ≈+×+= ,
где Н – максимальная высота затопленных выработок по
скважине до уровня затопления пласта l8
′, т.е. 324,7 м;
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
167
l – суммарная протяжённость подземных теодолитных хо-
дов (считая от узловой точки или от начальных маркшейдерских
точек), используемых для определения контура затопленных вы-
работок и построения границ опасной зоны, l = 2600 м.
3. Ожидаемый приток воды по скважине № 4267 из затоп-
ленного пространства составил по 329,4 м3/час.
Полученная величина водопритока считается завышенной,
т.к. в ней принято проектное сечение скважины без учёта умень-
шения такового за счёт тампонажа, обрушения стенок, заилива-
ния и т.п.
Поскольку сведения о фактических размерах сечения сква-
жины отсутствовали, пришлось ориентироваться на установление
величины водопритока по практическим данным. По данным
геологической службы, исходя из опыта подработки разведочных
скважин в Донецко-Макеевском районе, величину дебита по ним
приняли равной 20 м3/час.
Так как запрос в Торезскую ГРЭ с просьбой дать заключе-
ние о качестве тампонажа скважины № 4267 оказался безрезуль-
татным (дел по скважине не оказалось), то по действующим нор-
мативам она была отнесена к некачественно затампонированным.
Поэтому работы в построенном барьерном целике скважины про-
водились в соответствии с мероприятиями по безопасному веде-
нию горных работ в опасной зоне.
УкрНИМИ были разработаны и предложены к внедрению
два варианта отработки барьерного целика с созданием гидроизо-
лирующей тампонажной завесы.
1. Лава останавливается у границы барьерного целика, вен-
тиляционный ходок подтягивается до линии лавы и из забоя ход-
ка бурят тампонажные скважины, в которые нагнетается гермети-
зирующий состав. После застывания, лава возобновляет работу и
отрабатывает угольный целик, оставленный вокруг скважины.
2. Тампонажные скважины бурят из вентиляционного ходка
во время работы коренной разгрузочной лавы с таким расчётом,
чтобы к моменту подхода лавы к барьерному целику тампонаж-
ные работы были закончены (рис. 3). Далее лава безостановочно
продолжает свою работу по отработке барьерного целика.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
168
Рис. 3. Схема тампонажа скважины № 4267 без остановки
очистного забоя
Шахтой был принят к разработке второй вариант, как
наиболее приемлемый. Достоинством его является то, что обес-
печивается непрерывная работа очистного забоя, недостатком –
удлинение тампонажных скважин.
С целью обеспечения надёжного качества тампонажа на
определённом расстоянии от кровли пласта l1, превышающем вы-
соту зоны трещиноватости горных пород (его обоснование при-
ведено ниже), на разведочную скважину № 4267 пробурили две
тампонажные скважины (рис. 4).
При бурении скважины направлялись таким образом, чтобы
разведочная скважина оказалась между ними, а зоны распростра-
нения тампонажного состава у их забоев пересекались (см. рис. 3).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
169
а) бурение скважин
б) нагнетание тампонажного состава через Т-образную муфту
Рис. 4. Буровые и тампонажные работы в вентиляционном
ходке коренной разгрузочной лавы пласта l1
Создание гидроизолирующей тампонажной завесы, пере-
крывающей сечение скважины и окружающие породы, заключа-
лось в нагнетании по скважинам специально разработанной для
тампонирования и укрепления водоносных зон полиуретановой
смолы Беведол ВФ - Беведан [2], состоящей из двух жидких ком-
понентов, которые в объемном соотношении 1:1 при помощи
пневматического насоса поступали раздельно по шлангам, пере-
мешивались в смесителе и через герметизатор нагнетались в об-
Скважина 1
Скважина 2
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
170
водненный массив. При контакте с водой реакция вспенивания
полимерной смеси протекает с увеличением объема полимерного
состава, а время застывания составляет несколько минут.
Для проведения работ применялся двухкомпонентный насос
с пневматическим приводом. В комплектацию насоса входят вса-
сывающие шланги, обратные клапаны и высоконапорные краны
на патрубках насоса (рис. 5).
а) вид сбоку б) с ёмкостями для жидких
компонентов
Рис. 5. Внешний вид двухкомпонентного нагнетательного
насоса
Тампонаж был выполнен на уровне, превышающем высоту
зоны трещиноватости горных пород, образующейся при отработ-
ке коренной разгрузочной лавы пласта l1 (рис. 6). Для определе-
ния высоты этой зоны hT в рассматриваемых условиях следует
применить эмпирическую формулу
)14,35,1530( 32 ++−= BBBBТ mmmmh ,
где mB – вынимаемая мощность пласта (м), полученная на
основании математической обработки данных о подработке за-
топленных выработок.
В данных условиях hT составило 25 м.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
171
Положительным моментом является то, что в породах кров-
ли пласта l1 залегают легкообрушаемые песчаные сланцы мощно-
стью 14,3 м, в 12 раз превышающие вынимаемую мощность пла-
ста, что обеспечит при обрушении пород кровли надёжную
подбутовку песчаника и предохранит его от трещинообразова-
ния.
Рис. 6. Разрез по линии А-А рисунка 3
Все работы по ликвидации скважины № 4267 и отработке
целика выполнялись с заранее разработанными (ещё до подхода
лавы к барьерному целику) мероприятиями, обеспечивающими
безопасность их проведения.
К таким мероприятиям относятся следующие.
1. Ознакомление всех работающих в коренной разгрузочной
лаве пласта l1 с мерами безопасности при ведении горных работ в
пределах барьерного целика.
2. Осуществление опережающего разведочного бурения
шпуров при работе коренной разгрузочной лавы на подходе к
скважине в пределах барьерного целика. Шпуры длиной 5 м рас-
полагать в шахматном порядке на расстоянии 2 м друг от друга.
Неснижаемое опережение 2,5 м.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
172
3. Постоянный надзор добычного участка по выявлению
предупредительных признаков появления водоносной зоны: по-
вышение влажности (потение) угольного пласта и боковых по-
род, выделение воды или глинистого раствора из пласта и окру-
жающих пород. Прекращение работ в лаве и выведение людей в
безопасное место при появлении таких признаков. Сообщение об
этом горному диспетчеру шахты.
4. Проверка готовности участкового водоотлива к приёму
дополнительного количества воды в объёме 20 м3/час. При необ-
ходимости установление дополнительного оборудования.
5. Разработка маршрута, по которому будут выводиться лю-
ди в случае возникновения аварийной ситуации, и приведение в
рабочее состояние водосточных канавок на пути возможного
движения воды.
Разработанные УкрНИМИ рекомендации, на основе кото-
рых осуществлялась отработка барьерного целика под разведоч-
ную скважину, авторский надзор за их соблюдением, а также со-
гласованные действия служб шахты «Калиновская-Восточная»
позволили безопасно провести весь комплекс мероприятий без
остановки очистного забоя. При этом объём добытого угля из от-
работанного целика составил около 3300 т.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Инструкция по безопасному ведению горных работ у затоп-
ленных выработок. – Утв. МУП СССР от 02.10.84. – М.:
ВНИМИ. – 66 с.
2. Инструкция по применению полиуретановой смолы беведол
ВФ – беведан для гидроизоляции массива при помощи пнев-
матического насоса. – Кемерово: Минова. – 7 с.
|