Способ прогноза метанообильности выемочных участков

пород, Скважины бурят впереди очистного забоя с таким расчетом, чтобы к моменту пересечения линией очистного забоя проекции скважины в плане бурение было закончено и скважина оборудована для наблюдений. Количество скважин и расстояние между ними выбирают исходя из местных условий, в первую очередь учитывают выдержанность слоев пород по мощности, установленной по результатам геологической разведки, По извлеченномуфкерну уточняют литологический состав и мощности отдельных слоев пород. По окончании бурения скважины оборудуют глубинными реперами для наблюдения за снижением пород, разгруженных от горного давления, После пересечения линией очистного забоя створа со скважиной определяют глубину зоны разгрузки в почву пласта и сравнивают с предельно возможной глубиной оазгрузки Нр,. Если глубина разгрузки меньше предельной, ниже ее границы выделяют слой породы, ниже которого угольные пласты не разгружаются от горного давления, и устанавливают его мощность.Из ранее выбуренного керна этого слоя отбирают пробы породы для дальнейшего исследования в лаборатории литологического состава пород и химическото состава цемента, проницаемости и прочностных свойств.Окончательное заключение об экранирующем эффекте выделенного литологического слоя принимают на основании данных о газопритоке из надрабатываемых пластов Учитывая, что непосредственное измерение газопритока из надрабатываемых пластов технически неосуществимо, определяют суммарный газоприток (газообильность) в выработки добычного участка из всех источников путем газовых съемок, При этом измеряют дебит метана за весь период наблюдений, но не менее чем за 1 месяц, и рассчитывают среднемесячную относительную газообильность путем отнесения месячного дебита метана к месячной нагрузке (добыче) на очистной забой,Затем по формулам действующего Руководства определяют расчетную газообильнбсть- пбкаждому источнику газовыделения, При сравнении фактической газообильности с расчетной, если последняя превышает фактическую "на"величину, численно равную суммарному газовыделению из надрабатываемых угольных пластов, отделенных от разрабатываемого пласта литологическим слоем пород, этот слой является экранирующим,По мере- йакойления экспериментальных данных для конкретных условий залегания пластов устанавливают диапазон5 101520 25 30 35 40 45 50 55 мощностей, в котором наблюдается характеризующий эффект, в зависимости от литологического состава, проницаемости ипрочностных свойств,Особенностью литологического строения угленосных пород большинства каменноугольных бассейнов является преобладание в разрезе песчано-глинистых разностей при подчиненном значении карбонатных и углесодержащих пород. Основными литологичес кими разностями, достигающими значительных мощностей(десятки метров), являются алевролиты, песчаники и аргеллиты, Из этих пород практически только алевролиты при определенной мощности слоя могут являться литологическим экраном ввиду их достаточной прочности и низкой проницаемости. Например, для условий Донецкого бассейна на основании наших многочисленных исследований в различных геолого-промышленных районах установлено, что экранирующим эффектом обладают слои песчанистых алевритов с карбонатными цементами с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова, равным 5 - 7 и мощностью свыше 10 м.Для прогнозируемых участков пласта (новые горизонты, выемочные столбы, крылья шахтного поля) по известной методике определяют прогнозное значение относительно газообильности выемочного участка без учета литологического состава. По геолого-разведочным данным на этих участках пласта выделяют в интервале расчетной зоны разгрузки литологичесий слой (слои), имеющий экранирующие свойства, которые установлены на экспериментальном участке. После этого в прогнозное значение газообильности вводят поправку путем исключения из прогнозного значения газообильности величины суммарного газо- притока из надрабатываемых угольных пластов, расположенных ниже литологического экрана.П р и м е р осуществления способа.Шахта "Штеровская" ПО "Донбассантрацит" в Донецком бассейне отрабатывают угольный пласт п 11, в почве которого наьинтервале предельной глубины разгрузки (Нрн = 60 м) залегают четыре угольных пласта-спутника (сверху вниз п 11, п 1 о, п 1 о ин 1 Ьо"), При обработке пласта на горизонте 12 в центральной части шахтного поля 12 западной лавы нами была определена фактическая. глубина разгрузки в почву 8,5 м, Ниже этой глубины, по результатам подземного бурения, залегает слой плотного песчанистого алевролита с карбонатным цементом с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова равным 7, Мощность45 ментально установлена глубина разгрузки 5 м. Ниже этой глубины по данным подземного бурения залегает слой песчанистого алевролита мощностью 10,0 м с коэффициентом крепости 6. В интервале предельной глубины разгрузки в почве пласта ниже ука 50 зан ного литологического слоя залегают два пласта-спутника (К 5 и 4 ). Прогнозная газо 2обильность добычного участка, определенная по обычной методике, составила 25,6 м /т добычи, в том числе прогнозное 55згазовыделение из надрабатываемых пластов 7,9 м /т добычи, Величина фактичезской газообильностьи, установленная по слоя на этом участке 10,8 м. Все четыре пласта-спутника залегают ниже этого слоя, Прогнозная относительная газообильность, определенная по обычной методике, составила 40,09 м /т добычи, При этом сум марное прогнозное выделение из надрабатываемых угольных пластов соста-, вило 19,98 м /т добычи, По результатам газовых съемок была определена фактическая относительная газообильность добычного 10 участка при его работе в течение 1 года, В среднем за этот период величина фактической газообильности составила 19,5 м /т добычи. Прогнозная газообильность оказалась завышенной на величину 20,49 мз/т 15 добычи, что соизмеримо с суммарным прогнозным газовыделением из надрабатываемых спутников (19,98 м /т добычи). Это значит, что пласты-спутники, отделенные от разрабатываемого пласта слоем песчани стого алевролита, в газовыделении не участвует и этот слой является экранирующим,При отработке пласта на этом горизонте в выемочной части шахтного поля в соседнем тектоническом блоке фактическая 25 относительная газообильность добычного участка составила 9,2 м /т добычи, По данным геологической разведки в этой части поля в почве между рабочим пластом и пластами-спутниками залегает слой песчани стого алевролита мощностью 10,2 м, Прогнозная газообильность добычного участка для данных условий, определенная по обычной методике, составила 25,64 м /т добычи, в том числе газовыделение из над рабатываемых пластов 15,12 м /т добычи. Скорректированная прогнозная газообильность с учетом литологического фактора путем исключения суммарного газовыделения из надзоабатываемых пластов составила 40 10,52 м /т добычи.На шахте "Украина" ПО Ворошиловградуголь при отработке угольного пласта Кб восточной панельной лавы была экспери данным газовых съемок за период отработки выемочного столба, находилась на уровне 17,5 м /т добычи, Если исключитьзсуммарное газовыделение из надрабатываемых пластов (7,9 м /т добычи), скорректизрованная прогнозная газообильность с учетом экранирующего влияния 10-метрового слоя песчанистого алевролита составит 17,7 м /т добычи,Приведенные данные являются только небольшой частью типичных примеров влияния литологического состава пород на газообильность выработок, Подобные результаты получены на ряде шахт Донецкого бассейна, где имеются условия, подобные приведенным.Из приведенных примеров следует, что отклонение скорректированной прогнозной газообильности от фактически замеренной находится в пределах 5 - 10%.Например, для условийшахты "Украина"фактическая газообильность 17,5 м /т добычи прогнозная скорректированная 17,7 м /т добычи абсолютное отклонениеотносительноедля условий шахты"Штеровская" фак- тическая 0,2 м /т добычиз1,2% 19,5 м/т добычи Формула изобретения Способ прогноза метанообильности выемочных участков, включающий определение суммарного газопритока из надрабатываемых и подрабатываемых угольных пластов в пределах зоны разгрузки разрабатываемого пласта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности прогноза, метанообильности выемочных участков, при отработке участка из действующих выработок бурят нисходящие скважины в почву разрабатываемого пласта на глубину зоны разгрузки, извлекают керн и по извлеченному керну устанавливают литологический состав и мощности отдельных слоев пород, при этом при наличии слоев песчанистого алевролита мощностью не менее 10 м определяют метанообильность пластов, лежащих ниже упомянутых слоев песчанистого алевролита, а метанообильность участка определяют как разность между суммарным газопритоком и метанообильностью пластов, лежащих ниже слоев песчанистого алевролита указанной мощности.