Способ оценки степени увлажнения угольного массива

(19) И Ш 4 Е 21 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ скии шейки нию вне орщих М.: 4 ь СФРвайа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследователь институт горной геомеханики и марк дерского дела(56) Инструкция по безопасному вед горных работ на пластах, сплошных и запных выбросах угля, породы и газ М.: Недра, 1977, с. 67 - 7, с. 53.Инструкция по безопасному ведению ных работ на шахтах, разрабатываю пласты, склонные к горным ударам. - ВНИМИ, 1981, с. 29.(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ УВЛАЖНЕНИЯ УГОЛЬНОГО МАССИВА (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение достоверности и оперативности оценки степени увлажнения угольного массива в процессе нагнетания в него воды. Вначале увлажняют угольный массив, подавая жидкость через нагнетательные скважины. После окончания увлажнения массива его замораживают, например, путем впрыскивания в скважину жидкого азота. Затем в заморожен. ный участок массива, имеющего температуру ниже интервала ( - 0,5) - ( - 8) С бурят контрольную скважину. При этом степень увлажнения массива угля определяют по величине прочности замороженного угля в соответствии с математическим выражением. Прочность замороженного угля определяют, например, путем вдавливания инденторов в стенку скважины прибором МГ,ц по известной методике. 1 ил.1453043 го количества воды насосную установку отключают, гидрозатвор извлекают и через эту же скважину производят замораживааие массива угля путем впрыскивания в неежидкого азота. Через 30 - 40 мин вокруг скважины образуется замороженная эона, Диаметр этой зоны составляет 3 - 5 диаметров скважины, а температура замороженного угля ( - 12) - ( - 15) С.Такая температура массива вокруг скважины сохраняется в течение 3 - 4 ч. В замороженный массив бурят контрольную сква-. жину, в которой поинтервально по ее длине определяют прочность замороженного угля. На расстоянии 2,5 м от груди забоя она составляет 5,6 МПа, а на расстоянии 4 м - 5,2 МПа. На основании лабораторных исследований установлено, что максимальная гигроскопическая влажность пласта составляет 3%, прочность незамороженного угля при этой влажности - 5,1 МПа.Подставим в формулу значения прочности замороженного угля, полученные в скважине на расстояниях 2,5 и 4 м от груди забоя: 5 10 15 го 1001673 52 - 51 0,045,1 Таким образом, определяют, что на расстоянии 2,5 м влажность массива составляет 83% от максимальной гигроскопической влажности, а на расстоянии 4 м - 16%.Следовательно, массив угля не увлажнился до максимальной гигроскопической влажности, что требуется для перехода участка пласта в неудароопасное состояние, и поэтому необходимо продолжить закачивание воды в массив.Предлагаемый способ позволяет получить достоверные сведения о степени увлажнения массива, так как при его применении точно известно местоположение участка массива, в котором производится определение влажности. Способ сравнительно прост и позволяет использовать скважины, пробуренные для нагнетания воды для замораживания массива и обеспечить тем самым возможность бурения контрольных скважин на требуемую глубину, Кроме того, способ обеспечивает возможность оперативной, непосредственно в забое, оценки степени увлажнения массива и при недостаточном увлажнении своевременно принять необходимые меры по дополнительному нагнетанию воды в пласт. формула изобретения 1Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оценки степени увлажнения угольного пласта.Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности оценки степени увлажнения угольного массива в процессе нагнетания в него воды.На чертеже приведена схема осуществления способа.Определение степени увлажнения мас сива предлагаемым способом осуществляется следующим образом.Сразу после окончания увлажнения массива 1 вокруг нагнетательной скважины 2 проводят замораживание массива, например, путем впрыскивания в скважину жидкого азота, затем в замороженный участок массива 3 бурят контрольную скважину 4, в которой контрольно по длине скважины проводят определение прочности замороженного массива, например, с помощью прибора МГД, путем вдавливания инденторов в стенки скважины. Затем на основании полученной ранее в лабораторных условиях зависимостью между прочностью на сжатие замороженного угля и его влажностью определяют степень увлажнения массива (в % от максимальной гигроскопической влажности) по формуле и р. 10 о0,04 я угде Я - прочность на сжатие замороженного угля, МПа;Я - прочность на сжатие незамороженного угля при максимальной гигроскопической влажности, МПа;%макс - максимальная гигроскопическаявлажность, %;Ф - степень увлажнения массива от значения максимальной гигроскопической влажности, %.Исследования показывают, что при замораживании прочность увлажненного угля меняется в зависимости от влажности угля,кроме того, изменение прочности (при одной и той же влажности) в зависимостиот температуры прослеживается только в диапазоне от ( - 0,5) до ( - 6) - ( - 8)С, а приболее низкой температуре прочность практически не меняется и зависит только от влажности угля,Прочность замороженного угля определяют, например, путем вдавливания инденторов в стенку скважины прибором МГДпо известной методике.Пример, Для нагнетания воды со стороныочистного забоя в пласт мощностью 4 м,бурят скважины длиной до 10 м, диаметром 55 мм ручным электросверлом. Затемв них вставляют гибкий гидрозатвор наглубину 8 м и производят высоконапорное нагнетание воды установкой УНВ.После закачивания, в скважину расчетно 30 35 40 45 50 д . -- -=837.; 6 - 5 1 1000,045,1 3,0 Способ оценки степени увлажнения угольного массива, включающий подачу жидкости через нагнетательные скважины, бурение1453043 4Йн - Р 1000,04 Я Фмак,где Я -5Я 3контрольных скважин И поинтервальное определение по длине контрольных скважин влажности угля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности оценки степени увлажнения угольного массива в процессе нагнетания в него воды, после окончания нагнетания производят замораживание массива вокруг нагнетательной скважины, а контрольную скважину бурят в замороженный участок массива, имеющий температуру ниже интервала от ( - 0,5) до ( - 8)С, при этом определение степени увлажнения массива угля производят по величине прочности замороженного угля из математического выражения,прочность на сжатие замороженного угля, МПа;прочность на сжатие незамороженного угля при максимальной гигроскопической влажности, . МПа; 1 К, , - максимальная гигроскопическая10 влажность, о; Ж - степень увлажнения массива отзначения максимальной гигроскопической влажности, о.Составитель Л. ГайдукРедактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 7150/28 Тираж 4 О ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1133035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4