Способ прогноза зон, опасных по аномальным геомеханическим и газодинамическим явлениям

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 16825 РЕСПУБЛИК П 9 0 Ю 3,Г ЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРС тся к горной проыть использовано х месторождений я прогноза удароа также участков, угля, калийных соИзо мышлен при раз подзем и выбро опасны лей и т. воп еретение относи ности и может б аботке пластовым способом д соопасных эон, по обрушениям ирокои харак- шение ро отн сильносвятве угля, и оказателя рмаций, в щего собойа водородвляется повыш жение трудоемк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Донецкого физико-технического института АН УССР и Донецкийфизико-технический институт АН УССР(54) СПОСОБ ПРОГНОЗА ЗОН, ОПАСНЫХПО АНОМАЛЬНЫМ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использованопри разработке пластовых месторожденийподземным способом для прогноза ударои выбросоопасных зон, а также участков,опасных по обрушениям угля, калийных солей и т.п, Цель изобретения - повышениедостоверности и снижение трудоемкости Целью изобретенияие достоверности и сн и прогноза,)5 Е 21 Р 5/00, Е 21 С 39/00 прогноза. В забое подготовительной выработки йо наиболее крепкой пачке угля бурят беэ промывки шпур на величину суточного подвигания забоя, отбирают пробу штыба в герметичные сосуды в забое и в ненарушенных зонах пласта по мере подвигания выработки. Определяют интенсивность узкой и широкой линии ЯМР-спектров и их соотношение для проб из ненарушенных эон пласта и из шпура в забое, Аномальные зоны определяют по интегральному показателю несбалансированности деформаций в угольном забое Че из зависимости Чя = (у/1 ш у.ф/1 ш.ф ),(1 у.ф./ш.ф.) гдЕ 1 у.ф., 1 ш.ф и 1 у 1 ш соответственно интенсивность уЗкой и широкой линий спектра в ненарушенной зоне и в забое выработки. При значениях 0Чя0,6 зону пласта относят к неопасным, при 0,6Ча1,5 - к опасным по обрушениям. В случае, если Че в начале эоны возрастают и стремятся к 1,0, а затем уменьшается до отрицательных значений, зону относят к выбросо- и удароопасным, 1 ил., 1 табл. Сущность способа заключаделении интенсивности узкойлиний ЯМР-спектра угольных птеризующих соответственноколичества слабосвязанных изанных ядер протонов в вещевычислении интегрального инесбалансированности дефоугольном забое, представляюотносительную энергию разрыных связей, 168259630 1-1 а чертеже приведен график изменения показателя несбалансированностидеформаций Че по мере подвигания подготовительной выработки по выбросоопасному пласту,На чертеже указаны даты и координатывыбросов, а также зон нарушенного угляСпособ прогноза эон, опасных поаномальным геомеханическим и газодинамическим явлениям, осуществляют следующим образом.При проведении подготовительной выработки бурят скважину(или шпур) без промывки по углю на величину суточногоподвигания забоя, Бурение производятвблизи границы угольного пласта и вмещающих пород с более высоким коэффициентом крепости или породного прослойка вугольном пласте, отбирают угольный штыбв герметичные контейнеры, анализируютЯМР-спектры проб. Оп 1 эеделяот соотношение интенсивности узкой и широкой линийЯМР-спектра для п,роб иэ ненарушенныхучастках угольного пласта Фоновое значение) и иэ скважины в забое выработки, поэтим данным определяют интегральный показатель несбалансированности деформа.ций в угольном забое подготовительнойвыработки Че по Формуле1 у/ щ - 1 у ф /щл).Ту фа,(1)где 1 у,ф, и 1 щ,ф, - соответственно интенсивность узкой и широкой линий проб угля,отобранных в ненарушенных участкахугольного пласта;1 у и 1 щ - соответственно интенсивносэьузкой и широкой линий сравниваемых проб,При возникновении повышенных напряжений и деформаций одного знака(концентрации напряжений и деформаций) забой будет в состоянии неустойчивого равновесия, а интегральный показательбудет находиться в границах ОЧя0,6.Под воздействием разных видов деформации (сжатия - 1 эастяжения) угольныйпласт разрушается, возникает нарушеннаязона (опасная по обрушениям), для этогослучая интегральный показатель находитсяв границах 0,6Че1,5.В случае, если граница энакопеременных нагрузок проходит через забой, фо 1 эмируется эона, опасная по горным ударам,внезапным выбросам угля и газа и другимгазодинамическим я влениям, И нтегральный показатель Чг в этом случае сначаластремится к 1,0 (накопление энергии), азатем пересекает нулевую отметку и принимает отрицательные значения (выбросэнергии),Так, на чертеже дано фоновое соотношение для ненарушенных участков пласта в выработке, которое составило- ф = 2,31 щ.ф.Соотношение интенсивности узкой и широкой линий проб угля по длине выработки приведено в таблице,В интервалах отметок 35 - 47 м интегральный показатель равен2,30 и1 88 - 2,302,30Зону относят к выбросоопасной, так как, достигнув максимального значения на этом интервале (0,63), показатель несбалансированности деформаций принял отрицательные значения (-0,18).Для интервалов с отметками 60 - 67 м:4,83 - 2,3Чйо ==112,3 2,0 - 2,3 Ф 67 -- = - 0 13 2,3 с отметками 80-93 м; 4,14 - 2,3 ОО 2 3 и1,95 - 2,3Ъз" - = 0 15.2,3Эти интервалы также относят к опасным по выбросам.Формула изобретения Способ прогноза зон опасных по аномальным геомеханическим и газодинамическим явлениям, включающий периодическое по мере подвигания подготовительной выработки бурение по углю с наиболее высоким коэффициентом крепости скважины или шпура в забое выработки без промывки на величину суточного подвигания указанной выработки вблизи границы пласт - вмещающие породы или вблизи породного прослоя в угольном пласте сложного строения, отбор проб штыба в герметичные сосуды в забое выработки и в ненарушенных зонах пласта, анализ проб на ЯМР-спектрометре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и снижения трудоемкости прогноза, определяют интенсивность узкой и широкой линий ЯМР-спектров и их соотношение для проб из ненарушенных участков угольного пласта и из скважины в забое выработки, при этом аномальные зоны определяют по интегральному показателю несбалансиро1682596 и при значениях 0Ча0,6 зону пласта относят к неопасным, при 0,6Че1,5 - к зонам, опасным по обрушениям, и в случае, если в зоне интегральный показатель вначале возрастает, стремясь к 1,0, а затем уменьшается до отрицательных значений, зону относят к ударо- и выбросоопасным, причем возрастание Че пропорционально интенсивности геомеханического или газодинамического явления,ванности деформаций в угольном забоевыоаботки из зависимрстиЧе -1 у 1 шу ф1 ш ф у, ф шф.где 1 у.ф. и 1 ш.ф. - соответственно интенсивность узкой и широкой линий спектра в ненарушенной зоне;1 у ищ - соответственно интенсивность узкой и широкой линий спектра в забое выработки,Фоновое со нтегралыи.й Соотношение Интервалподвиганиявыработки,м отношение показатель 11 10 а 9-01 -02 - 03 -1 И -05 Составитель Б,ТерентьРедактор И,Горная Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончак аказ 3393 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 33-35 35-47 55-58 60-67 74-80 80-93 106-110 3,45-3,75 3,75-1,88 3,77-4,88 4,83-2,01 3,70-4,14 4, 14-1, 95 3,73-3,98 2,3 2,3 2,3 .2,3 2,3 2,3 2,3 0,5-0,63 0,63-0,18 0,64-1,10 1,10-0,13 0,60-0,80 0,80-0,15 0,61-0,73