Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта

(19) (1 3(51) Е 21 Р 5/О БРЕТЕНИЯ ОПИСАНИН АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ т л. Р 21 С.А, РадченкоДорофеев, Н,В.ШкомплексногоТульский полии Производственбыче угля Вово СС ель стО,льзовной зве див, Авпени ние менефуэ ионореф.анд.тыбаэабо и при В соопасн опасной ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Институт проблемосвоения недр АН СССРтехнический институтное объединение по дорошиловградуголь(56) 1, Авторское свидеР 648742, кл, Е 21 Р 5/2. Радченко С.А. Исптановыделени я в приз абоугольного пласта на оснных и тепловых параметрдис. на соиск, учен, сттехн, наук. М ., 1982,(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включаю.щий бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости подвигания выработки, отбор проб штыба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выбросоопасных зон угольного пласта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности определения вы -бросоопасных зон путем учета состояния вмещающих угольный пласт пород иизменения скорости подвигания выработки, после отбора проб определяютгазоносность угольного пласта, влажность штыба, геометрическую темперауру вмещающих угольный пласт пород на глубине разработки угольного пласта, разность между геотермической температурой вмещающих угольный пласт пород и температурой стенок шпура, при этом скорость подвигания выработки устанавливают на момент определения выбросоопасности зоны пласта, выбросоопасность зоны пласта определяют по формуле Я:С 1 (О -дЕ (- 0012 Х ) (Ч.)Оооо-м) о(2,5-М( 0,02 и)(оооо-о) 1 о -(25-лье-ОСиЮ Л где К - коэффициент, учитывающий гаэоносность разрабатываемого угольного пласта; время диффузионной релаксации бурового штыба фракции фф 0,5-0,25 мм, .определяемое по формуле 7 = 1/тд-с для С начального прямолинейного участка сорбционно-кинети- а ческой кривой; дС - величина снижения температу ры стенок шпура на расстоянии 2,0-2,5 м от свежеобнаженной поверхности забоя по сравнению с геотермической температурой горных пород на данной глубине, град Х - влажность бурового ш , 3; Ч - скорость подвигания Ям/сут,0 зону пла ыброй, а при Во 1096375Изобретение относится к горкому делу и может быть использовано приразработке выбросоопасяых угольныхпластов,Известен способ определения зоныразгрузки угольного пласта, включающий поинтервальное бурение скважиныв угольный массив, отбор проб штыба,соответствующих каждому интервалу иизмерение их температуры, прячемграницу зоны разгрузки определяют поинтервалу бурения, на котором росттемпературы штыба сменяется ее понижением ГП,Недостатком способа является то,.что определение температуры производится в шпурах, пробуренных в разгруженной и неразгруженной от горногодавления зонах пласта, что небезопасно, так как во время бурения шпуров в неразгруженной зоне происходятвнезапные выбросы; кроме того, способ не учитывает состояния вмещающихугольных пласт пород,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ определения выбросоопасных эон пласта,включающий бурение шпуров, измерениетемпературы стенок шпура, скоростиподвигаяия выработок, отбор проб штыба, определение времени диффузионнойрелаксации штыба и установление выбросоопасных эон угольного пласта23Недостаток способа - отсутствиевозможности учета состояния вмещающих угольный пласт пород и влажностиугля, что снижает надежность опреде -ления выбросоопасяости эон пласта.Кроме того, надежность способа уменьшается в результате того, что скорость подвигаяия выработки определяется как средняя величина в течениесуток, а не непосредственно в моментустановления ныбросоопасяости зоныпласта, когда повышение скорости подвигания значительно увеличивает выбросоопасность угольного пласта,Цель изобретения - повышение наденссти определения выбросоопасных эонпутем учета состояния вмещающих уголный пласт пород и изменения скоростиподвигания выработки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, определения выбросоопасяых зон угольного пласта, включающему бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости подвигания выработки, отбор проб штыба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выбросоопасных зон угольного пласта, 6 О после отбора проб определяют гаэонос- . ность угольного пласта, влажность штыба, геотермическую температуру вмещающих угольный пласт пород на глубине разработки угольного пласта, разность 65 между геотермической температуройвмещающих угольный пласт пород и температурой стенок шпура, при этом скорость подвигания выработки устанавливают на момент определения выбросоопасности эоны пласта и выбросоопасность зоны пласта определяют по Фор:мулеЬ кТ 1 б-а(1-0.011)(Ч) -;Ьооо-г) б (М-а.-овц Мгде К - коэффициент, учитывающийгаэоопасность разрабатываемого угольного пласта;время диФФузионной релаксации бурового штыба фрак -ции 0,5-0,25 мм, определяемое по Формуле Т =1/1 д,для начального прямолинейного участка сорбционнокинетической кривой;1 - величина снижения температуры стенок шпура на расстоянии 2,0-2,5 м от свежеобнаженной поверхности забоя по сравнению с геотер=мической температурой горных пород на данной глубине, град;Х - влажность бурового штыба,%;Ч - скорость подвигания забоя,м/сут,и пря В ( 0 зону пласта считают выб -росоопас ной, а при В ) 0 - невыбросоопасной,Сп особ осуществл яют следующим образом.При ведения горных работ на пластах иэ груды забоя выработки бурятшпурь; длиной 2,0-2,5 м, измеряют температуру стенок шпура на расстоянии2,0 - 2,5 м от забоя, так как именнона этом интервале наблюдается падениетемпературы определяют геотермическую температуру вмещающих угольныйпласт пород на глубине проведения определения выбросоопасных зон угольного пласта известными способами (например, по данным раэведачного бурения) и вычисляют разность между геотермической температурой и температурой стенок шпура, затем определяютгаэоопасяость угольного пласта наглубине разработки и естественнуювлажность штыба стандартными методами, Скорость подвигания забоя выработки устанавлИЪают как среднее значение эа период времени, в течениекоторого производят определение выбросоопасности пласта, Для установления времени диффузионной релаксацииотобранньй буровой штыб дегазируют всорбционной установке, затем выпускают метан из установки, определяют время и величину сорбции, строят граФик сорбционно-кинетической зависимости в коэффициентах и вычисляют время1096375 Сост ав и тель Г, В асючк о в аРедактор И,Ковальчук Техрец Л.Микеш Корректор Г.Огар Эаказ 3764/23 Тираж 427 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 диффузионной релаксации по формуле= 1/цр где- угол наклона начального прямолинейного участка - сорбционно-кинетической кривой; С 1/2 - время сорбции, сек; а - количество метана, сорбированного в момент време ни т. см/г а - равновесное количе 3 ство сорбированного метана, см /г. После определения всех параметров 10вычисляют по формуле показатель выбро"соопасности В и при В ( 0 зону пласта относят к выбросоопасной, а прнВ Оневыбросоопасной,Таким образомиспользование предлагаемого способа позволяет повысить,надежность определения зон выбросоопасности путем учета состояния вмещающих угольный пласт пород и скорости проведения выработки в момент проведения работ по установлению выбросоопасности, что позволяет повыситьбезопасность проведения горных работна пластах, склонных к внезапным вы -бросам угля, породы и газа.