Способ определения выбросоопасной призабойной зоны угольного пласта

(505 Е 21 Е 5/00 ТЕНИ ЛЬСТВУ горнои пропользовано в,склонных аза.ение точноия невыброн угольных работ путем состояния и выемки угл очистной в подготови максимал ь носности торце бур справа от забоях пос сплошной рятся в вер редине, пр щим обраГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Институт горного дела им.А,А.Скочинского(56) Фейт Г.Н. Выбор способов предотвращения внезапных выбросов на основе комплексного критерия потери устойчивости илавинного разрушения пласта. - Научныесообщения ИГД им.А.А,Скочинского, вып.186,1980, с,39 - 46,Авторское свидетельство СССРМ 962650, кл. Е 21 Р 5/00, 1979.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНОЙ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫУГОЛЬНОГО ПЛАСТА(57) Изобретение относится к горной промсти и м,б. использовано при разработкеугольных пластов, склонных к внезапнымвыбросам угля и газа. Цель изобретения -повышение точности и достоверности определения невыбросоопасных призабойныхзон угольных пластов при ведении горных Изобретение относится кмышленности и может быть испри разработке угольных пласток внезапным выбросам угля и гЦель изобретения - повышсти и достоверности определенсоопасных приэабойных зопластов при ведении горныхучета изменения напряженногогазового состояния пласта.Способ осуществляют следузом,.Ы 21647154 А 1 работ путем учета изменения напряженного и газового состояния пласта. Из забоя выработки бурят поинтервально шпуры и герметизируют их устья. Измеряют объем газа при бурении и очистке шпура, выход буровой мелочи, время бурения и очистки шпура на глубине 5 - 10 м и определяют стабилизировавшееся значение максимальной эффективной газоносности (ЭГ) перед очередным циклом выемки, Затем определяют величину главных сжимающих напряжений, пределы прочности угля на растяжение и сжатие, параметры изотермы сорбции, пористость и температуру угольного пласта, По этим параметрам устанавливают критическое значение ЭГ по приведенной форму ле, Сравнивают значение максимальной ЭГ с ее критическим значением и по результатам сравнения оценивают выбросоопасность пласта, При значении максимальной ЭГ, большей критического значения ЭГ, зо- ф ну пласта считают выбросоопасной, а при значении максимальной ЭГ, меньшей критической, зону пласта считают невыбросоопасной. Ос4 ь4 каждым очередных и-м циклом я из забоя подготовительной или ыработки бурят шпуры. Причем в тельной выработке определение ной стабилизировавшейся газо- производят по двум шпурам, коятся на расстоянии 0,5 м слева и стенок выработки, А в очистных тупают следующим образом, При системе разработки шпуры бухнем, нижнем кутке лавы и посеи столбовой системе разработки1647154 шпура Ч, газовыделение перед и после бурения 1 и 2, время бурения и расштыбовки 1, массу выделившегося штыба и и определяют эффективную газоносность на каждом 5 интервале бурения, Устанавливают максимальную величину этой газоности и сравнивают ее значение с критическим Хнас(п), которое определяют в зависимости от дополнительных параметров напряженного и 10 газового состояния пласта по формуле гь2 гги 01Нотр о 1 ъ 2 Тд- а 2 +- 2 а Ьц -- 1о Ясж и ) а 1 во 2 Ьао где д 1 =у Н - главное сжимающее напряжение, Па;у- удельный вес пород, у=2,5 10 Н/м;4 Э,Н - глубина ведения горных работ, м; 20нотр(п) - предел прочности угля на растяжение, Па;йсж (и) - предел прочности угля на одноосное сжатие, Па;по - пористость угля, едопределяемая по 25 формуле т =(и+" ) +27 з.к,б - дгпо -30 где д - кажущийся удельный вес угля, кг/м;з,б - . истинный удельный вес угля, кг/м;а 1, а 2 - экспериментально определяемые З 5коэффициенты, зависящие от скорости разгрузки свободной поверхности и структурыугля, для выбросоопасного угля принимается а 1 =О,ЗЗ; а 2 =0,022;о- глубина заходки при выемке угля, м;ц - постоянный коэффициент р,4 Дж/(К мз);ао - константа уравнения Лэнгмюра, определяемая по результатам лабораторного .анализа отобранных в забое выработкипроб угля построением изотерм созобции либо по эмпирическим формулам, м /кг;Ь - константа уравнения Лэнгмюра,определяемая по результатам лабораторного анализа отобранных в забое выработкипроб угля построением иэотерм сорбции либо по эмпирической формуле с учетом температуры угольного пласта, Па;Т - температура угольного пласта, К;(л ) - расстояние от кромки пласта домаксимума концентрации напряжений,определяемое перед каждым и-м цикломвыемки угля с помощью гидравлическихдатчиков напряжений ДДС, м,в 10 - 15 м вентиляционного и откаточного штреков и посередине, Шпуры бурятся и в местах горно-геологических нарушений. Сначала бурят шпур диаметром 70 - 76 мм на глубину 0,5 - 1,0 м, устье шпура герметизируют устройством ПИГ, Затем бурят шпур диаметром 42 мм и на каждом метровом интервале, начиная с 1-го интервала, измеряют объем газа, выделившегося при бурении и расштыбовке (очистке) интервала Величины, входящие в Хр, такие как пористость угля пь, кажущийся д и истинный б удельные веса определяются по результатам лабораторного анализа проб угля, отобранных в забое выработки, Глубина эаходки о принимается согласнб паспорту ведения горных работ.Температура угольного пласта определяется по геологическим данным, в случае их отсутствия по формуле где 11 - среднегодовая температура по поверхности Земли, град, С;а - геотермическая ступень в бассейне, м/ на 1 С.по - глубина зоны постоянной годовой температуры, м;Н - глубина ведения горных работ, м, Величины Ь, ао, о, ао, б, д, О 1, Т определяются для данных горно-геологических условий залегания пласта и технологии ведения горных работ один раз. Величины (и), Йсж(п), Нотр(о) определяются перед каждым и-м циклом выемки угля непосредственно в забое выработки с помощью прочностномера П,Производится сравнение величин Хмас(п) и Хр(п) и в случае, если Хмас(в) Хкр(в) - призабойная зона пласта считается опасной по внезапным выбросам угля и газа. Формул а изобретения Способ определения выбросоопасной призабойной зоны угольного пласта, включающий поинтервальное бурение шпуров из забоя. выработки, герметизацию их устья, измерение объема газа, выделяющегося при бурении и очистке шпура, выхода буровой мелочи, времени бурения и очисткиО Составитель Г,ВасючковаТехред М.Моргентал . Корректор А.Осауленко Редактор А.Коэориз Заказ 1385 Тираж 293 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 интервала шпура на глубине 5-10 м иопределение по этим показателям максимального стабилизировавшегося значения эффективной газоносности перед очередным циклом выемки, оценку выбросоопасности пласта, путем сравнения этой газоносности с ее критическими значениями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и достоверности определения невыбросоопасных призабойных зон угольных пластов где 01 =у Н - главное сжимающее напряжение, Па;у- удельный вес пород. у=2,5 10 Н/м; Н - глубина ведения горных работ, м; нотр(о) - предел прочности угля на растяжение, Па;йсж(л) - предел прочности угля на одноосное сжатие, Па;ео - пористость угля, ед.;д- кажущийся удельный вес угля, кг/м; а 1, а 2 - экспериментально определяемые коэффициенты. зависящие от скорости разгрузки свободной поверхности и струкпри ведении горных работ путем учета изменения напряженного и газового состояния пласта, дополнительно определяют величину главных сжимающих напряжений, пре делы прочности угля на растяжение и сжатиев процессе разгрузки пласта, параметры изотермы сорбции и температуры угольного пласта, а критическое значение Хр эффективной гаэоности пласта устанавливают 20 для каждого пласта по формуле туры угля, для выбросоопасного угля принимается а 1 =0,33; а 2 =0,222;20 о - глубина заходки при выемке угля, м;ц - постоянный коэффициент, ц =- 372,4 Дж/ (К м ),ао- константа уравнения Лэнгмюра, м /кг;зЬ - константа уравнения Лэнгмюра, Па;-1,25 Т - температура угольного пласта, К;1 (л ) - расстояние от кромки пласта домаксимума концентрации напряжений, ми при значении эффективной газоносности меньше ее критического значения призабойную зону30 угольного пласта считают невыбросоопасной.