Способ оценки выбросоопасности угольных пластов

,В пр ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Институт горного дела им, А,А. Скочинского (72) В.А,Кнуренко, Л,М.Кнуренко и Б.Г,Суровцев(56) Забигайло В.Е., Гончаренко В,А, Применение результатов геофизических наблюдений в геологоразведочных скважинах Донбасса для регионального прогноза выбросоопасности, Доклады АН УССР, М 4 серия Б, 1976, с. 35.Авторское свидетельство СССР М 1046542, кл. Е 21 Р 5/00, 1982,(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ(57) Изобретение относится к горной промышленности и м,б. использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель изобретения - повышение надежности и снижение трудоИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа,Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса прогноза внезапных выбросов угля и газа путем выявления зон с аномальным изменением физических свойств массива горных пород,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение геологоразведочных скважин, определение глубины залегания угольного пласта, определение физико-химических характеристик угольного пласта, установление глубины появления внезапных выбросов, измерение емкости оценки выбросоопасности угольных пластов. Бурят геологоразведочные скважины, определяют глубины залегания, физико-химические характеристики угольного пласта, устанавливают глубину появления внезапных вьбросов, измеряют кажуЩееся электрическое сопротивление (ЭС) и радиоактивность (Р) пород в интервале 20-30 м от угольного пласта. Через 0,2- 0,4 м разреза скважин в зависимости от изменчивости свойств пород, определяют коэффициенты корреляции (КК) между кажущимся ЭС и Р пород кровли, почвы и среднее значение КК для литотипов по исследуемому району, устанавливают отношение КК кажущегося ЭС и Р к среднему значению КК для литотипов по исследуемому району и при отношении КК кажущегося .ЭС и Р к среднему значению КК меньше единицы участок угольного пласта относят к выбросоопасному. кажущегося электрического сопротивления и радиоактивности пород производят в интервале 20-30 м от угольного пласта, причем измерения производятдискретно через 0,2- 0,4 м разреза скважин в зависимости от изменчивости свойств пород. Затем по результатам измерения определяют коэффициенты взаимной корреляции между кажущимся электрическим сопротивлением и радиоактивностью пород кровли - гР, почвы - гп и средний для литотипов по участку г,Для оценки выбросоопасности участка угольного пласта определяют отношенияпластопересечение считывается выбросоопасным.Физической основой способа является установленная закономерная взаимосвязь между физическими свойствами пород нетронутого массива, которая проявляется в том, что породам низкой радиоактивности (песчаникам) соответствуют более высокие электрические сопротивления по сравнению с породами высокой радиоактивности (аргиллиты), при этом взаимосвязь между кривыми КС и ГК характеризуется высокими коэффициентом корреляции, Отсутствие взаимосвязи между кривыми КС и ГК указывает на аномальное изменение физических свойств массива пород под действием тектонических сил.Приуроченность внезапных выбросов угля и газа к зонам угольных пластов с аномальным изменением свойств вмещающих пород установлена экспериментально, используется при прогнозе потенциально выбросоопасных зон угольного пласта и объясняется следующим образом,Под действием тектонических движений в массиве пород происходит образование дизъюнктивных и пликативных нарушений, что приводит к изменению и неравномерному распределению напряжений в массиве, При изменении напряженного состояния такие свойства массива пород как пористость, электрическая проводимость существенно изменяются, а естественная радиоактивность пород остается без изменения. Поэтому вмещающие угольный пласт породы, для которых низкой радиоактивности не соответствует высокое электрическое сопротивление, являются породами с аномальным изменением физических свойств, происшедших под действием тектонических сил. В угольных пластах реализация тектонических движений выражается в изменении таких физических свойств угля, как пористость, прочность. газоемкость, газопроницаемость и т,п,. Способ осуществляется следующим образом, Бурят скважину, определяют глубину залегания угольного пласта, определяютфизико-химические характеристики угольного пласта, устанавливают критическую глубину появления внезапных выбросов угля и газа, записывают кривые КС и ГК вдоль разреза скважины. Для вмещающих пород угольного пласта, залегающего на выбросоопасной глубине, определяют взаимосвязь между кривыми КС и ГК, Отсутствие взаимосвязи между кривыми КС и ГК для кривыхкровли и почвы указывает на аномальные изменения электрического сопротивления этого участка массива пород и тектоническую препарацию угольного пласта и егопотенциальную выбросоопасность.В качестве примера рассмотрим выде.5 ление выбросоопасной зоны на угольномпласте "Характерный" для поля шахты "Ноградская" в Прокопьевско-Киселевском районе Кузбасса.Критическая глубина появления внезап 10 ных выбросов угля и газа для шахты "Ноградская" составляет 150 м, поэтомувзаимосвязь между кривыми КС и ГК определяем для пластов, залегающих ниже этойглубины,15 Анализ коэффициентов корреляциимежду кривыми КС и ГК позволил выделитьзону на пласте по скважине й. 4410, характеризующуюся низким коэффициентом корреляции в кровле и почве угольного пласта,20 При ведении горных работ в этой зоне произошел внезапный выброс,Формула изобретенияСпособ оценки выбросоопасностиугольных пластов, включающей бурение ге 25 ологоразведочных скважин, определениеглубины залегания и физико-химических характеристик угольного пласта, установление глубины появления внезапныхвыбросов, измерение кажущегося электриЗ 0 ческого сопротивления и радиоактивностивмещающих пород и определение критерием по оценке выбросоопасности угольныхпластов. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности и сниженияЗ 5 трудоемкости оценки выбросоопасностиугольных пластов, кажущееся электрическое сопротивление и радиоактивность пород кровли И почвы, измеряют в интервале.20-30 м через каждые 0,2-0,4 м разреза сква 40 жин и определяют коэффициенты взаимнойкорреляции между кажущимся электрическим сопротивлением и радиоактивностьюпород кровли и почвы и среднее значениекоэффициентов корреляции по исследуемо 45 му району и при одновременном выполне гкгпнии условия ,1, - Тг-. -1, где гор игл - коэффициенты взаимной корреляциимежду кажущимся электрическим сопро 50 тивлением и радиоактивностью породкровли и почвы соответственно; г - среднее значение коэффициента корреляциидля литотипов по исследуемому району, участок угольного пласта относят к выбросоо 55 пасному, при отношении коэффициентакорреляции кажущегося электрического сопротивления и радиоактивности к среднемузначению коэффициента корреляции меньше единицы.