Способ оценки выбросоопасности зон угольных пластов

)5 Е 21 Р 5/О ПАТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СС(ГОСПАТЕНТ СС РЕТЕНИ СА К(71) Донецкий политехнический институт(73) Донецкий политехнический институт(56) Большинский М,И. и др, Исследованиевлияния разгрузочных щелей на гаэодинамическое состояние выбросоопасныхугольйых пластов, - Уголь Украины, 1979, Мю10,Инструкция по безопасному ведениюгорных работ на пластах, опасных по вне-,запным выбросам угля, породы и газа, - М1989,(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ(57) Использование: изобретение относитсяк горному делу, а более конкретно к безИзобретение относится к горному делу, а более конкретно к безопасному ведению горных работ по выбросоопасным угольным пластам.Целью изобретения является повышение надежности текущего прогноза выбросоопасности зон в угольных пластах,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения выбросоопасности угольных пластов, включающем поинтервальное бурение шпура, герметизацию измерительной камеры и определение в каждом интервале не позднее, чем через 2.мин, после окончания бурения шпура начальной скорости газовыделения, шпур бурят на глубину, превышающую величину зоны влияния выработки на массив горных пород, и в нем, за пределами эоны влияния выработки на угольный пласт, производят Ж 1804566 АЗ опасному ведению горных работ по выбросоопасным угольным пластам, Сущность изобретения; предлагается шпур бурить на глубину, превышающую зону влияния выработки на массив горных пород. В нем, за пределами зоны влияния выработки на угольный пласт, непрерывно производятиэмерение начальной скорости газовыделения, Если динамика имеет восходящий характер, то измерение производят до получения ее максимального значения. Если динамика имеет нисходящий характер, то производят углубление шпура на величину следующего интервала и определяют начальную скорость газовыделения до получения ее максимального значения, а о .выбросоопасности судят путем сравнения полученного максимального значения с критической величиной начальной скорости газовыделения,непрерьвное измерение начальной скоро- . ф сти газовыделения до получения ее наи- О большего.значения на максимальной глубине шпура, если величина. начальной ф скорости газовыделения в процессе изме-, (р рения уменьшается, то производят углубле- р, ние шпура на величину интервала и определяют начальную скорость газовыде.ления до получения ее максимального значения, в о выоросоопасности зоны в угольном пласте судят путем сравнения полива ученного максимального значения с критической величиной скорости газовыделения.Для достоверного получения максимального значения скорости газовыделения необходимо исследовать дйнамику скорости газовыделения путем непрерывного ее измерения и если динамика имеет восходящий характер, то измерения производят дополучения ее максимального значения, если динамика имеет нисходящий характер, то производят углубление шпура на величинуследующего интервала и в этом интервале повторяют исследование динамики начальной скорости газовыделения до получения ее максимального значения.Непосредственно определение выбросоопасности зоны в угольном пласте производят путем сопоставления измеренной максимальной скорости газовыделения с ее 510 критическим значением,П р и м е р. Необходимд произвестипрогноз выбросоопасности зон угольногопласта К 2 - Дроновский, имеющего выход 15летучих. веществ Ч=10%, в условиях шахда 1ты, М 17 ПО Торезантрацит при проведении12 западного откаточного штрека,Из забоя откаточного штрека в соответствии с существующими требованиями поинтервально бурят шпур диаметром 43 мм.Первоначально шпур бурят на глубину1,5 м при измерительной камере 0,5 м, приэтом не допускается продувка или промывка шпура в процессе бурения. Затем извлекают буровую штангу, в шпур вводятгазозатвор ЗГили ПШГи герметизируют измерительную камеру. Надежность герметизации проверяют попыткой извлечениягаэозатвора. Если он не перемещается по 30шпуру, то герметизацию считают надежнойи с помощью резиновой трубки подсоединяют к газозатвору расходомер ПГМА и сразу после завершения подготовительныхработ измеряют начальную скорость газовыделения, которая в данном случае составила 2 л/мин. В дальнейшем дляисследования динамики процесса непрерывно производят измерение начальнойскорости газовыделения, т,е. фиксируют показания по шкале прибора.За 7 мин непрерывной регистрации, после окончания бурения первого интервала,показания начальной скорости газовыделе. ния составили 2-2, 5-3, 0-3,5-2,8 л/мин. 45Таким оразом, на первом интервале зафиксировано максимальное показание 3.5л/мин. После определения максимальногопоказания демонтируют систему и производят бурение на глубину следующего интервала - 1 м, получая общую длину шпура 2,5м. Бурение приостанавливают, извлекаютбуровую штангу, в шпур вводят газоэатвор,герметизируют измерительную камеру исразу же начинают исследовать динамику 55начальной скорости газовыделения, аналогично определению в первом интервале. Исследование динамики скоростигазовыделения во втором интервале, проведенное в течение 1,5 мин, позволило установить, что максимальное значение начальной скорости газовыделения составило 8 л/мин. Далее производят демонтаж измерительной системы и бурят шпур на следующий интервал глубиной 1 м. Таким образом, общая глубина шпура составила 3,5 м. В данном, третьем интервале. производят монтаж системы и исследуют динамику начальной скорости газовыделения. Определение динамики в течение 2,5 мин в этом интервале, позволили определить пбказания 2 - 3-4-6 - 6,5 - 5 л/мин, т.е, зафиксиро.вать максимальную величину начальной скорости газовыделения - 6,5 л/мин,Таким образом, если проследить за максимальными показаниями начальной скорости газовыделения в каждом интервале. (1,5-2,5-3,5 м), то зафиксированы соответствующие им значения скорости 2,5 - 8,0-6,5 л/мин. В последнем интервале при глубине шпура 3,5 м произошло уменьшение начальной скорости газовыделения по сравнению с предыдущим интервалом с 8 до 6,5 л/мин.Известно, что интервал,в котором начальная скорость газовыделения уменьшается по сравнению с предыдущим, определяет положение границы зоны влияния выработки на угольный пласт, Снижение значения начальной скорости газовыделения в этом интервале является следствием уменьшения проницаемости угля в результате увеличения напряженного состояния угольного пласта за пределами зоны влияния выработки на угольный пласт.Чтобы гарантировать качественное изменение начальной скорости газовыделения, а не в пределах погрешности исследований уменьшение исследуемого параметра в последующем интервале по сравнению с предыдущим должно быть не менее 15%, двойной точности применяемых приборов. В данном случае произошло уменьшение с 8 до 6,5 л/мин, что составляет 18 и почти в 2,5 раза больше погрешности измерения прибора ПГМА.Таким образом, интервал глубиной 3,5 м расположен за пределами зоны влияния выработки на угольный пласт и полученное максимальное значение начальной скорости газовыделения 6,5 л/мин, в данном интервале, достоверно отражает напряженно-деформированное и газодинамическое состояние исследуемой зоны угольного пласта. Далее сравниваем полученное максимальное значение начальной скорости газовыделения 6,5 л/мин в данном интервале с критической величиной, которая (согласно "Инструкции по безопасному ведению горных работ" М 1989, с, 35), для данного пласта К 2 - Дроновский, имеющего1804566 шпура максимальное значение начальной скорости газовыделения 6,4 л/мин сравниваем с критическим значением начальной скорости газовыделения, которая для данного угольного пласта К 2 - Дроновский, имеющего выход летучих веществ Ч "10, составляет 5 л/мин, что свидетельствует о выбросоопасности исследуемой зоны угольного пласта Кг - Дроновский. Для дальнейшего ведения горных работ необходимо применение противовыбросных мероприятий. Составитель Ь.ЛысиковТехред М,Моргентал Корректор С,Шекмар/ Редактор Заказ 1075 Тираж 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 выход летучих веществ Ч =10 О/ составляда 1ет 5 л/мин. Замеренное, за пределами зонывлияния выработки на угольный пласт, максимальное значение начальной скорости га-зовыделения - 6,5 л/мин, больше 5критического значения 5,0 л/мин, что свидетельствует о выбросоопасности исследуемой зоны угольного пласта Кг - Дроновскийи для дальнейшего ведения горных работнеобходимо применение противовыбросных мероприятий,Если, например, в третьем интервалепри глубине шпура 3,5 м динамика начальной скорости газовыделения имеет нисходящий характер, что подтверждается 15соответствующими показателями 5 - 4-3,53-2 л/мин, то необходимо произвести демонтаж измерительной системы иуглубление шпура на следующий интервалглубиной 1 м, После чего бурение приостанавливаем, извлекаем буровую штангу, вшпур вводим газозатвор, герметизируем измерительную камеру и исследуем динамикуначальной скорости газовыделения,В данном случае показания начальной 25скорости газовыделения, замеренные в те. чение 1;5 минуты, составили 3 - 4-5-6-6,4л/мин, т.е, зафиксировано максимальноезначение 6,4 л/мин, Полученные максимальные показания начальной скорости газовыделения 2,5-8-6.4, л/мин,.соответствуют интервалам 1,5-2,5-4,5 м.Таким образом, в данном случае удовлетворяется требование, что интервал,в которомначальная скорость газовыделейия.уменьшается по сравнению с предыдущим, расположен за границей зоны влияниявыработки на угольный пласт. Далее, полученное в последнем интщщаае бурения Формул а и зоб рете н и я Способ оценки выбросоопасности зон угольных пластов, включающий поинтервальное бурение шпура, герметизацию измерительной камеры и определение в каждом интервале не позднее чем через 2 мин после окончания бурения начальной скорости газовыделения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности прогноза, шпур бурят на глубину, превышающую зону влияния выработки на массив горных пород и в нем, за пределами зоны влияния выработки на угольный пласт, непрерывно производят измерение начальной скорости газовыделения, и если динамика имеет восходящей характер, то измерение производят до получения ее максимального значения, если динамика имеет нисходящий характер, то производят углубление шпура на величину следующего интервала и определяют начальную скорость газовыделения до получения ее максимального значения, а о выбросоопасности судят путем сравнения полученного максимального значения с критической величиной начальной скорости газовыделения.