Способ прогноза выбросоопасных зон

)5 Е 21 С 41/18 Ис ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский горный институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1150378, кл. Е 21 Р 5/ОО, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 972141, кл, Е 21 Р 5/ОО, 1982. жениого забоя по каждой угольной пачке при каждом цикле подвигаиия выработки или забоя ведут стбор угольных проб (УП) в герметичные сосуды, Параллельно с отбором.УП на тех же угольных пачках отсасывают пробы газовоэдушной смеси (ПГВС), в которых определяют содержание метана (СМ), минимальное и максимальное СМ в невыбросоопасных зонах, При этом после помещения УП в сосуды анализ СМ в иих проводят через равные промежутки времени после отбора УП с поверхности забоя, При СМ в сосудах с ПГВС или УП, превышающем максимальное СМ или меньшем минимального СМ, в невыбросоопасиых зонах обследуемую зону относят к выбросоопасной, При наличии в ПГВС или продуктах выделения из УП диоксида углерода или высших гомоголов метана дополнительно проводя т анализ на их содержание, 1 з.п. ф-лы,(54) СПОСОБ НЫХ ЗОН(57) Изобретеи м.б. испольных пластов, осам. Цель -контроля и бработ. Для это РОГНОЗА ВЫБРОСООПАСие относится к горн овано при разработ пасных по внезапныповышение над езопасности ведени го с поверхности св ому делу ке угольм выброежн остия горных ежеобнаИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке опасных по внезапным выбросам угольных пластов,Цель изобретения - повышение надежности контроля и безопасности ведения горных работ.Способ заключается в том, что ведут отбор угольных проб в герметичные сосуды с поверхности свежеобнаженного забоя по каждой угольной пачке при каждом цикле подвигания выработки или забоя, определяют содержание метана в пробах и оценку выбросоопасности, параллельно с отбором угольных проб на тех же участках отсасывают пробы газовоздушной смеси, проводят анализ содержания метана в пробах газовоэдушной смеси и в герметичных сосудах с угольными пробами, причем после помещения проб в сосуды анализ содержания метана в них проводят через одни и те же промежутки времени после отбора проб с поверхности забоя, и при содержании метана в пробах газовоздушной смеси или в сосудах с угольными пробами, превышающ;м максимальные или не достигающем минимальных значений в невыбросоопасиых зонах, обследуемую зону относят к выбросоопасным. Кроме того, при на воздушной сйеси или ния из угольных проб д высших гомологов ме проводят анализ на с углерода и гомологов м СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ ГИИ ГКНТ СССР личии в пробах газов продуктах выделе- оксида углерода или ана дополнительно держание диоксида етана, 15783395 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изменение режима газовыделения в забое свидетельствует о нарушении кваэиравновесного состояния гаэонасыщенного угля, которое в некоторых случаях может привести к внезапному выбросу угля и газа.Режим газовыделения в забое определяется как диффузией газа со свежеобнаженной поверхности угля, так и просачиванием газа через трещины. Таким образом, в содержание метана в гаэовоздушной смеси вблизи обнаженной поверхности забоя дают вклад гаэ, просочившийся по трещинам, и выделившийся из угля при десорбции газ. Причем гаэовыделение непосредственно из угля характеризует состояние его трещиновато-пористой структуры, От которого зависят механические свойства угля. Поэтому более точное представление о выбросоопасном изменении состояния газонасыщенного угля может дать анализ газовых проб, дополненный анализом продуктов, диффундирующих иэ угля.Опасность выбросов угля и газа определяется не столько абсолютным количеством газа и механическими свойствами угля, сколько изменениями как количества выделяющегося газа, так и механических свойств пласта в процессе разработки. Поэтому необходимо следить эа динамикой газовыделения систематически, через определенные промежутки времени. При атом нет необходимости определять, например, величину остаточной газоносности (что требует измельчения отобранных проб и измерения полного количества выделившегося при этом газа) или полной газоносности (для чего необходимы бурение и герметизация . скважин либо насыщение угля газом подвысоким давлением в лабораторных условиях), достаточно регистрации содержания метана как в газовоздушной смеси в забое, так и в продуктах десорбции из образцов угля при атмосферном давлении, что существенно облегчает требования к герметичным сосудам для проб угля и упрощает контроль выбросоопасности,Поскольку количество десорбированного из угля метана зависит от времени, анализ содержания метана в сосуде с образцом необходимо проводить через одни и те же промежутки времени после отбора угольных проб с поверхности забоя,Необходимость регистрации изменения концентоации метана требует высокой точности анализа его содержания в газовых пробах, Кроме того, таких анализов должно проводиться много для установления изменений концентрации метана по всему вырабатываемому участку, по каждой точке в отдельности, На стандартном хроматографе в лаборатории в широком интервале концентоаций метана (от 1 10 до 1 см СН 4 в-41 см газовой пробы) его содержание определяется с погрешностью менее 10 от определяемого количества, причем время определения (в зависимости от выбора адсообента) варьируется от одной до нескольких минут, Так как угольное вещество не является однородным и образцы угля у одной пачки могут существенно отличаться один от другого, погрешность в содержании метана менее чем в 10; от определяемого количества оказывается намного меньше колебаний содержания метана для различных проб, Таким образом, газохроматографический метод анализа отвечает необходимым условиям точности и быстроты проведения.В соответствии с современными представлениями о признаках выбросоопасности угольных пластов опасным может быть как повышенное выделение десорбирующегося и расширяющегося газа, способствующего трещинообразованию, так и резкое понижение газовыделения, связанное со снижением газопроницаемости и массива, поэтому увеличение или уменьшение концентрации метана в пробах газо- воздушной смеси из забоя или.в пробах с образцами угля по сравнению с пределами изменения содержания метана в невыбросоопасной зоне свидетельствует о потенциальной выбросоопасности и требует выполнения противовыбросных мероприятий. Содержание С 02 в газовой смеси (1,5 и выше) оказывает разупрочняющее действие на антрацит, Аналогичное действие оказывают гомологи метана. В связи с этим при обнаружении в пробах диоксида углерода или гомологов метана дальнейший анализ проводится по каждому иэ компонентов.Способ осуществляют следующим образом,Отбирают с поверхности забоя приблизительно одинаковые куски угля во время очередной проходки комбайна и помещают их в герметичные сосуды одинакового размера, притертые крышки которых снабжены отводящими трубками с надетыми на них короткими отрезками( 50 мм) медицинского резинового шланга. Каждый сосуд закрывают крышкой, конец шланга перегибают и зажимают, Отмечают время отбора угольных проб. Пробы отбирают по каждой угольной пачке по всей длине забоя,Отсасывают пробы газовоздушной смеси вблизи обнаженной поверхности в герЗаказ 1899 Тираж 397 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинатПатент"г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 метичные сосуды одинакового размера, снабженные отходящими трубками с надетыми на них резиновыми шлангами, свободный конец которых перегибают и зажимают,В лаборатории проводят газохрома тографический анализ содержания метана в газовоздушной смеси на хромаграфе, Пробу для анализа на хромаграфе берут из герметичного сосуда шприцем для туберкулина через резиновый шланг. После проведения 10 анализа отверстие в резиновом шланге замазывают силикатным клеем или меняют шланг.Проводят газохроматографический анализ содержания метана в сосудах с угольны ми пробами через произвольные, но строго одинаковые для всех проб промежутки времени после отбора с поверхности забоя (например, через 1 ч).Взвешивают угольные пробы. Рассчи тывают концентрацию метана на 1 г угля в 1 см объема сосуда.Сопоставляют результаты измерений со значениями содержания метана в не- взрывоопасных зонах, и при значениях 25 концентрации метана в пробах гаэовоздушной смеси или в сосудах с угольными пробами, превышающих максимальные или не достигающих минимальных значений, установленных в неопасных зонах, 30 обследуемую зону относят к выбросоопасным. При обнаружении в пробах газовоздушной смеси и продуктов выделения из уголь ных проб высших гомологов метана или диоксида углерода проводят дополнительно определение содержания в пробах гомо- логов метана и диоксида углерода,Формула изобретения 1, Способ прогноза. выбросоопасных зон, включающий отбор угольных проб в герметичные сосуды с поверхности свеже- обнаженного забоя по каждой угольной пачке при каждом цикле подвигания выработки или забоя, определение содержания метана в угольных пробах и оценку выбросоопасности обследуемых зон, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и безопасности ведения горных работ, параллельно с отбором угольных проб на тех же угольных пачках отсасывают пробы гаэовоздушной смеси, определяют содержание метана в указанных пробах, минимальное и максимальное содержания метана в невыбросоопасных зонах, причем после помещения угольных проб в сосуды анализ содержания метана в них проводят через равные промежутки времени после отбора указанных проб с поверхности забоя и при содержании метана в пробах газовоздушной смеси или в сосудах с угольными пробами, превышающем его максимальное содержание или меньшем его минимального содержания в невыбросоопасных зонах, обследуемую зону относят к выбросоопасной.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при наличии в пробах гаэовоздушной смеси или в продуктах выделения из угольных проб диоксида углерода или высших гомологов метана дополнительно проводят анализ на содержание диоксида углерода и гомологов метана.