Способ контроля состояния и структуры горного массива в очистных забоях

(56) Авторско848687, кл.Авторское945472, кл. Бюл.42рский горно-металлургически именко иков88.8)свидетельств Е 21 Е 5/00. видетельство Е 21 Г 5/00. ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ И СТРУКТУРЫ ГОРНОГО МАССИВА В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ(57) Изобретение относится к горнодооывающей промышленности и м,б. использовано при отработке пластовых месторождений. Цель - повышение точности контроля, сокращение времени и трудозатрат на его проведение за счет использования одного показателя одновременно для оценки состояния и структуры горного массива. Способ осуществляют следующим образом. При движении комбайна по длине очистного забоя определяют в качестве показателя средневзвешенный коэффициент крепости массива и величину сил сопротивления горного массива. По ним устанавливают для каждого пласта зависимость сил сопротивления от средневзвешенного коэффициента крепости. По этой зависимости определяют верхний и нижний критические уровни сил сопротивления горного массива. За нижний критический уровень сил сопротивления принимают значение силы, соответствующее наименьшему значению приведенной крепости. При уменьшении сил сопротивления горного массива ниже критического значения зону участка пласта относят к склонной к газодинамическим явлениям. При этих значениях комбайн останавливают и производят в этой зоне оценку выбросоопасности пласта. При увеличении сил сопротивления горного массива выше верхнего критического уровня при осмотре пласта устанавливают его состав или состав непосредственной кровли. При обнаружении твердых включений в пласте измеряют их крепость и определяют мощность включения по формуле Мв. = 1/К. М/-.ЛР, где М - мощность пласта; 1-. - коэффициент крепости включения; К - коэффициент, учитывающий связь сил сопротивления массива с средневзвешенной крепостью пласта; ЛГ - величина отклонения силы сопротивления горного массива от стационарного уровня. 1 ил.Изобретение относится к горнолобываюцей промышленности и может быть использовано при отработке пластовых месторождений,Цель изобретения -- повышение точности контроля, сокращение времени и трудозатрат на его проведение за счет исполь.зования одного показателя одновременнодля оценки состояния и структуры горного массива.На чертеже приведен пример проведенияспособа на шахте им. газеты Социасистический Донбасс.Способ осуществляют следующим образом.По длине очистного забоя приборомПК -по известной методике определяют значения средневзвешенной крепостипласта 1. После этого при движении выемочного механизма вдоль линии очистного заоояи раооте его по выемке угля опрелеляютодновременно коорлинату местонахождения 20выемочного механизма Х, его скорость У,и потребляемую мощность М,. По значениямвеличин скорости движения выемочного механизма и потребляемой мощности оцрелеЛЯЮт ВССИл)ИНУ СИЛ СОПРОтИВЛСНИЯ ГОРНОГО25массива гле 1 х -- коэффициент пропорциональности.110 этой зависимости определяют верхний и нижний критические уровни сил сопротивления горного массива. За нижний критический уровень сил сопротивления при цимают значение силы, соответствующее наименьшему значению приведенной крепости данного )цахтопласта в зонах с полным отсутствием признаков газодинамических явлений, полтвержлаемых цорматРвцым про 1 нозом Выоросоопасцости, например, цо цачаль- ф цой скорости газовыделения. За верхний критический уровень сил сопротивления принимают значение силы, соответствующее наибольшему значению приведенной крепости лаццого шахгопласта в цеопасцых по газодинамическим явлениям зонах, цолтвсржлаемых нормативным прогнозом, с полным отсутствием признаков обрушения пород непосредственной кровли и наличия твердых включений в структуру пласта.Г 1 ри отработке шахтопласта непрерывно контролируют скорость движения Выемоч.ного механизма и потребляемую им мощность, определяют по ним силу сопротивления горного массива. уМвлл = -- -)г,лл.1 За консчцук) границу зоны твердых вклю.чеций принимают координату местонахождения выемочного механизма, в которй Величина силы сопротивления горного массиВа СЦИжаЕтСЯ НИЖЕ ВЕРХ)ЕГО КРИТИлЕСКОТ) УРОВНЯ глс .лч -- потребляемая комбайном мощностьца холостом холу.Устанавливают зависимость сил сопротивления горного массива от величины приВелеццой крепости пласта: При уменьшении силы сопрстивлсния пр. ного массива ниже нижнего критического уровня координату местонахождения выемочного механизма принимают за начальную границу зоны, склонной к газолицамичес. ким явлениям. Конечнук границу зоны Определяют по координате местонахожлеция Выемочного механизма, в которой силы сопротивления горного массива начинают цр 1- вышать нижний критический уровень.Работу комбайна ос)ацавгивают ц проволят прогноз вьбросоопасности известными методами, например по скорости Газовь).еления зоны пласта склонной к газодинамическим явлениям.При увеличении силы сопротивления Горного массива выше верхнего критического уровня осматривецот цеюсре ьствсццук кр)В- ,.к) и структуру пласта в области местонахождения выемочного мехаццзма и устанавливают причины повышения с 1., сопротивления орцого масс):ва.При обцаружециц обрудеций цепосрслственной кровли в ооласти местонахож;ения выемочного механизма его коорди 1:.ату црицимак) г за начальную границу зоны с,)абоустойчивой кровли. К)нечну)о границу э)ои зоны опрелсля)от цо коорлицате есг)Нахождения Выемочного меха;)изма, цачи)ая с коГорой сила сопротивлсция горного лассиВа пересаст црсГ 5 ыц 111 ть Верхний к 1)1. ичсскцй уровень.1 ри обцР)ръкециц в Ооласти местоцхож- Л НИя ВЬЕМОЧНОГО МЕХацИЗМВ тВСрЛН Х ВКЛЮ- ченРЙ в структуре Ила та координату местонахождения выемочного механизма ринимак)т за начальцу)о границу зоць твердых вк,)ючений. Устанавливают вил Вк,)к)чснця и прибором ПК -1 замеряют крепость вклюЧЕНИя. Прн ЛаЛЬНЕйНсй ОГр 1)бОТлч ,1.)ас 1 а моццость Включеций Определяют непрерывно по величине отклонения силы со ротивлсния горного массива ог стационарного уровня по формуле М 0 ЦЦ 0 С Т Ь 1 В Е"Р ЛО Г Г В КГ 1 К) 1 Е Ц Ц Я, С 1;КРСПОСТЬ БКЛ 10 ЧЕЦИ 51;001 ЦР)51 МОЦНОСТЬ ЦГР)С 1 Я, СМ:коэффиццеш; ропопц:)о) а,1 ВНОтц мж,) Ве,111)иной си,1 ы 0011):)тивлеция горна 0 массива ц Велич 5 НОЙ приве,с 1 нои крец(с ги т,)а -батыцаемых у асгков пл)ст 1, кНзх 1 иц На Оте;)онен 5 51 сцг 1 ы сон рОтиВлсция Гор НОГО массиВа О сга.циоцарцого л ровня, кН.Ори,5 ер. Угольный пласт 1 ч сложного строеция хоццостью 0,9 м состоит из двух цацек угля, разделенных прослоем глинистого с;ацца. Уголь обеих пачек блестящий, средцей крепости, сложный, хрупкий. разбит четко выраженными трещинами кливажа с вклюцением мелких линз серного колцедана.Непосредственная кровля пласта представлена песчаным сланцем, темно-серым, трещиноватым, с прослойками блестящего угля толщиной 1 -см церез о,1 - 0,7 м, не имеюео щим на контактах связи. Сланец разбит трещинами кливажа, склонен к обрушению, це Выдержан по моццости и ко,чеблется от 0,2 до 0,9 м, его крепость= 4 - 6.Прибором КГ 1 - -через каждые О м 15 по ч,чине лавы измеряли приведенную крепость пласта вце зоц твердых включений г, структуру пласта и зон, склонных к гаодицамицеским явлениям. Нашли средний уровень крепости ч гля= 1, 2. Наибольшее зцацецие крепости угля Ь = 1,5. Наимень шеецдцецие крепости 1, = 0,9. Отсутствие зоц, склонных к газодинамицеским 5 ВгСниц, подтверждено текущим прогнозох цд цдцальцой скорости газовыделения. ОтсутстВие зон твер;Ых вклюцений В ст 1 чуктуру цлдстд цодтверждецо осмотром структуры и.асч д по Всей дл и це л а вы.При работс комоайца 1 К 101 непрерывно зам ряли его координату, потребляемую мощность и скорость движения. Замер хацности проиводили самопишущим киловатметром, который цодклюцался в магнитном цускдтеле к линии питания комбайна церез трансформатор тока. Скорость движения комбайна и координату его местонахождения вдо,ь лицин очистного забоя определяли с помощью средств ЛСУ ТГ 1 шахты. По мощ 35 ности комбайна и скорости его движения находили силу сопротивления горного массиВа. Тдк, црц Х = 140 м, = 1,2,хео = 20 кВт,3 х/миг, М = 90 кВт.1 оэтому Рх - 60 -- з -- = 1400 кН. По по 90-2040 лу еццым зцаениях си,ч сопротивления горного .;гссива и известным знацениям кпепости х глястановили зависимость Г=1170.По этой; висихОсти определили верхний и цчжций критицеские у 1)одни си; сопротиВ- пения. Так как=- 1,5 и 1 = 0,9, то Ев = 45 =.= 1750 кН и Г, = 1050 кН, а Г = 1400 кН.1 ри дд,Нейцей отработке лавы цепрерь Вцо контролирова.и по ее длине коордицд чесчодхо;к чени 5 Комбайна, скорость комбайна и цогребляемую мощносгь. По знацецию х ощцости и скорости определяли 50 силу соцротивлеция горного массива и срдвцивггг ее с верхним и нижним критисеким уровнем. На 142 м лавы обнаружили превышение силой сопротивления верхцего крити:еског о уровня. Осмотром структуры п.часта з этой координате было устацовлецо, цто ласт имел локальное утонение в цидс рдмыва. которое выражалось дмс цццием углистого вещества песцаным сланцем. Имери,и к)епость сланца .к:=6. В дальнейшем мощность вклюцения в пласт контролировали по величине отклонения силы сопротивления горного массива от стационарного уровня. В частности при Х150 м сила сопротивления была равна Г = 2320 кН, поэтому ЛГ = 2320 - 1400= =920 кН. Отсюда мощность вклюцеция песцаного сланца равна М". = 12 см, а при Х = 153 м, Р =- 3100 кН, ЛГ = 1700, М. = 22 см.Г 1 ри дальнейшей обраоотке шахтоцласта оцистной забой встретил геологическое нарушение в виде трещины по пласту с препарированным углем в прилегающих к трещине зонах. Опасность зоны по склонности ее к газодинамицеским явлениям была подтверждена нормативным методом прогноза выбросоопасцости по начальной скорости газовыделения. При отработке этой зоны сила сопротивления горного массива снизилась с 1400 кН до 610 - 970 кН и была всегда ниже нижнего критического уровня. Местонахождение границ зоны геологического нарушения при отработке шдхтопласта определяли по коордицатам местонахождения выемочного комбайна, в которых сила сопротивления горного массива соответственно снижалась ниже нижнего кригццеского уровня и затем вновь превыцала его. Так, в очередном ццк.е выемки угля в зоне геологицеского нарушения при Х=73 м сила сопротивления горного массива приняла значение 830 кН, т.е. стала меньше 1050 кН и затем вновь на Х= - 97 м превысила 1050 кН, приняв значение 1080 м. Поэтому зона от Х== 73 м до Х= 97 м бь,д выделена какзона, склонная к газодинамицеским явлени 5 х.При отработке этого же шахтопласта зафиксировали локальную зону слабоустойцивой кровли. В рамках этой зоны сила сопротивления горного массива неоднократно превышала верхний крцтицеский уровень1750 кН. Превышен;я носи,чи цеустойцивыи характер и в некоторых координатах зоны достигали уровца 2930 кН. Координатуместонахождения высмоццого комогица, в которой бы,о зафиксировано первое превышение верхнего критического уровня Г1750 кН, приняли зд нацало зоны слабоустойцивой кровли, а координату, в которой было зафиксировано окончание последнего превышения, за конец этой зоны. Причину резкого увелицеция силы сопротивления горного массива установили при первом превышении верхнего критического уровня осмотром непосредственной кровли в месте нахождения выемочного механизма.Фор.и.а идоорстени,чСпособ контроля состояния и структуры горного массива в оцистных забоях, включающий цепрерывное и одОвременцое опУРЮК лрглорирдйжвж урия Г. Васючкова ес К Составитель Текред И. ВеТираж 429 нного комитета СССР Москва, Ж - 35, Рау графическое предприя Э дейи Редактор Т. ЛазоренкоЗа каз 5263/28ВНИИПИ Государстве11335,Производственно-пол рректор И. рдписноеретений и открытий4/5д, ул. Проектная, 4 о дечам из ская наб.ие, г. Ужго ределение по длине забоя при выемке угля комбайном координаты местонахождения выемочного механизма, скорости движения комбайна, установление по ним показателей и их критических значений для контроля состояния горного массива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, сокращения времени и трудозатрат на его проведение за счет использования одного показателя одновременно для оценки состояния и структуры горно го массива, при движении комбайна определяют в качестве показателя средневзвешенный коэффициент крепости массива и величину сил сопротивления горного массива, устанавливают по ним для каждого пласта зависимость сил сопротивления 15 от средневзвешенного коэффициента крепости, по этой зависимости определяют верхние и нижние критические значения сил сопротивления, при этом при отработке пласта непрерывно по длине забоя при движении комбайна устанавливают значения сил сопротивления и при уменьшении сил сопротивления горного массива ниже нижнего критического значения зону участка пласта относят к склонной к газодинамическим явлениям, комбайн останавливают и в этой зоне производят оценку выбросоопасности пласта, а при увеличении сил сопротивления горного массива выше верхнего критического уровня устанавливают при осмотре пласта его состав или состав не. посредственной кровли и при обнаружении твердых включений в пласте измеряют их крепость и определяют мощность включения по формуле где М - мощность пласта;1, - коэффициент крепости включения; К - коэффициент, учитывающий связьсил сопротивления массива с сред.невзвешенной крепостью пласта;ЛР - величина отклонения силы сопротивления горного массива от стационарного уровня.