Способ определения выбросоопасности горных пород

) (ц 1 Г 5/00 ОБР ОПИСА НИ ТЕЛЬСТ В ГОРСКОМ 29ническ В.В,Лукинов тельство СССР г 5/00, 1981. льство СССР Р 5/00, 1987,НИЯ ВЫБРОСООПАСв горной ой разраб для прогноопасностспособа 3образцов ткезирогор"ключа 3 кажс 681- выбросам,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Институт геотеники АН УССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНОСТИ ГОРНЫХ ПОГОД(57) Использование:ленности при подземнполезных ископаемыхвания степени выбросных пород, Сущностьется в отборе серии Изобретение относится к областигорной промышленности и может бытьиспользовано для оценки степени выбросоопасности горных пород при ведениигеологоразведочных, доразведочныхи добычных работ.В горной промышленности известенспособ определения выбросоопасностигорных пород по учету велиЧины и ха"рактера пространственного распределе". ния оптических осей зерен кварца,включающий отбор проб, изготовление ,шлифов, определение в них координат дого исследуемого слоя горных породизготовлении из этих образцов петро- графических препаратов и в определении в них оптическим методом количества породообразующих минералов со следами пластических .,деформаций и породообразующих минералов песчаной фракции, По данным этих исследований определяют величину коэффициен та нарушенности по зависимости К =100 где Х - суммарноеИ Ем ф Иколичество породообразующих минералов со следами ппастических деформаций; ;Ем - суммарное количество исследованных породообразующих минералов песчаной фракции. При значениях Кк 684 слои пород относят к выбросоопасным, при К н с 38 - к неопасным, а при 38 Кк угрожае мым по внезапным 1 ил,линейно-удлиненныхкварцевых зерен и координат оптических осей зерен кварца,по которым судят о выбросоопасности горных пород.Недостатком данного способа является то, что для определения степени ориентировки и характера пространственного распределения оптических осей в зернах кварца пригодны только ориентированные образцы. Эти пробы можно отобрать лишь в горныхвыработках, в отбор их из керна сква"жин, в полевых условиях практически не осуществим, Кроме того, использование этого метода связано со сложной графической и аналитической обработкой полученных данных, что требует высокой квалификационной подготовки исполниелей и сравнительно больших затрат времени. Данный метод не учитывает степень воздействия тектонических процессов на горные 10 породы, влияющие на изменение микроструктуры минералов и, в целом, на выбросоопасность.Наиболее близким техническим реше" нием к предлагаемому является способ определения выбросоопасности горных пород, включающий отбор проб, изготовление шлифов, измерение средневзвешенного размера зерен, подсчет суммарного количества следов пластических 20 деФормаций в зернах кварца, подсчет суммарного количества просмотренных зерен кварца и определение степени выбросоопасности по величине подсчитанного коэФФициента плотности сле дов пластических деформаций.Недостатком этого способа являет" ся отсутствие учета влияния равномерности распределения тектонических напряжений в породообразующих минералах 30 на степень выбросоопасности горных пород, а также, трудоемкость определения показателей, входящих составными частями в формулу коэффициента плотности следов пластических де- формацийв Цель изобретения - повышение надежности прогноза выбросоопасностипутем учета влияния равномерности 40распределения тектонических напряжений в породообразующих минералахи снижение трудоемкости определениявыбросоопасности горных пород путемсокращения и упрощения определяемыхпоказателей выбросоопасности,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения выбросоопасности горных пород,заключающемуся в отборе проб, изготовлении петрографических препаратов,. учитывают влияние равномерности распределения тектонических напряженийв породообраэующих минералах настепень выбросоопасности путем определения оптическим методом величиныкоэффициента нарушенности по Формуле.ЕвК :х 1004Н уФИ где , - суммарное количество пороЮдообразующих зерен со следами пластических деформаций,суммарное количество всехпросмотренных породообразующих зерен,проводят определение величины коэфФициента нарушенности для исследуемого слоя, как среднеариФметическоеиз величин коэффициентов по сериям,слагающим исследуемый слой, и приКъ 683 породу относят к выбросо"опасной, при К6 383 - к неопасной, а при 38Кя( 681 поооду относят к угрожаемой по внезапным выбросам,.Сопоставительный анализ предлагае -.мого решения с известным показывает,что предлагаемый способ отличается отизвестного тем, что учитывает величину коэффициента нарушенности, определяемую как среднее арифметическоеиз величин коэффициентов по сериям,слагающим исследуемый слой, и учитывающую влияние равномерности распределения тектонических нагрузок в породообразующих минералах на выбросо"опасность. Величина коэффициента нару"шенности для породообразующих минералов пород Донбасса меняется в пределах от 0 до 1004Способ реализован следующим образом.Для отнесения значений коэффициента нарушенности к опасным и неопасным по выбросам был построен эталон .ный график, приведенный на чертеже.С этой целью в горных выработкахшахт и из керна геологоразведочныхскважин Красноармейского, Донецко"Иакеевского и Центрального геологопромышленных районов Донбасса былиотобраны пробы пород в количестве66 шт из них приготовлены препараты для оптических измерений, в которых были подсчитаны значения коэффициентов нарушенности и показательвыбросоопасности В. По этим значениям графо-аналитическим методом, сиспользованием дисперсного анализа,был построен график распределениявыбросоопасных(11) и выбросонеопас"ных (1) песчаников, На оси абсциссданного графика откладывались значения коэффициента нарушенности (Кв),а на оси ординат - частота встречаемого признака ш. После построенияполучились две кривые, по средним5 175298значениям которых разделяются выбросонеопасные песчаники (К383) ивыбросоопасные (Кн 68 Ж). Значения38К я684 располагаются в зонеперекрытия и относятся к угрожаемымпо внезапным выбросам,Отнесение слоя пород к неопаснымпо выбросам проводится следующим об"разом, 10В нижнем слое песчаника 1 Я 1шахты "Добропольская-Капитальная"Красноармейского района было определено две серии, отличающиеся поструктурноитекстурным признакам или 15генетическому типу, Из этих серий вгорной выработке было отобрано пообразцу породы, из которых были изготовлены шлифы. В шлифах проводился подсчет нужных значений на микроскопе ПОЛАМ-Р-Ш при общем увелицении90" и при боковом освещении. Каждоепородообразующее зерно просматрива-.;лось с анализатором и при одном поляризаторе. В случае наличия слоистос"ти подсчет производился вкрест нее.В каждом шлифе просматривалось не менее 150 породообразующих зерен (Рм),отдельно подсчитывалось количествозерен со следами пластических дефор"маций Й ) и определялись значениякоэффициента нарушенности, Для образца из верхней серии было просмотрено200 породообразующих зерен, из них40 зерен имели следы пластическихдеформаций. Далее значения коэффици"ента нарушенности определяли по формуле= 751. Согласно эталонному графику этотслой пород относится к выбросоопас ным, в дальнейшем в этом слое былозарегистрировано двенадцать выбросовпород.Нижний слой песчаника 118 1подразделялся на три серии. Значениякоэффициента нарушенности были определены как Кн, = 583;Кяз= 7 ИКкэ = 64 соответственно,Далее определялось значение коэфФициента для всего слоя: 40Кя+ Кна + Кн 6 В этом слое песчаника 18 1выбросы не зарегистрированы, но шахт ные геологи отмечали незначительныемикровыбросы.Использование предлагаемого способа определения выбросоопасности горных пород обеспечивает по сравнению 50 с известным следующие преимущества;позволяет учесть влияние равномернос" ти распределения тектонических напря" жений в породообраэующих минералах на степень выбросоопасности горных 5 пород, а также не требует дополни.-.тельных затрат, по сравнению с известным способом сокращает часть определяемых показателей, не требует высокой квалификации исполнителей,ХмКн =х 1 ООЖ = 2 ОЖ.2:А,Для образца иэ нижней серии призначениях = 200,а 2 , = 20 значениекоэффициента нарушенности К и = 10.Тогда для всего слоя значениекоэффициента нарушенности вычисляликак среднее арифметическое: Кн,+ Ки К= "-"-" = 151. 2Сопоставляя полученное значениес эталонным графиком, определяличтоданный слой породы относится к выбросонеопасным,Отнесение слоя пород к опаснымпо выбросам и угрожаемым проводитсяследующим образом,При проходке песчаника 1 8 1 у нашахте имени А,Г,Стаханова было выл" 2 6лено два слоя - верхний и нижний.8 верхнем слое было определено четыре серии, отличающиеся структурно-текст турными признаками, Иэ каждой серии были отобраны пробы пород, из которых приготовлены шлифы, На микроско" пе ПОЛАМ-Р-Ш при общем увелицении 90" и боковом освещении проводились подсчеты значенйй коэффициента нарушенности по формуле2:,К =х 1003..-мЗначения коэффициента нарушенности в пробах от верхней серии до нижней получились Кн, 733; К = 67, Ко = Щ; К 1 = 823 соответственно.Значение коэффициента нарушенности всего слоя составило; Ки + Кнъ+ Кк+ КиКщ т те М ети и е т и Гет е т т е рЙ1752982 2 90 ЮО Составитель В.БаранаПапп Техред М.Иоргентал олини ак ррект изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 позволяет исключить субьективизм приподсчетах диаметров зерен и количества следов пластических деформаций. 5формула изобретения Способ определения выбросоопасности горных пород, включающий отбор серии образцов из каждого исследуемо О го слоя, изготовление яетрографических препаратов и определение в них оптическим методом количества породообразующих минералов со следами пластических деформаций, о т л и - 15 ч а ю щ и й с я тем, что., с целью повышения надежности путем учета влияния равномерности распределения тектонических напряжений в породообразующих минералах и снижения тру" 20 доемкости определения выбросоопаснос", ти пород путем сокращения и упрощения определяемых показателей выбросоЗаказ 27 Ь 4 ТиражВНИИЛИ Государственного комитета по13035, Иосква, Жопасности, в каждой серии проб определяют суммарное количество породообразующих минералов, песчаной фрак"ции, а затем величину коэффициента,нарушенности Кпо зависимости ТК = -" х 100,ЦФгде ;Еп, - суммарное количество поро- дообразующих минералов соследами пластических деформаций;- суммарное количество исслемдованных породообразующихминералов песчаной фракции,и при значениях коэффициента нарушенности большем или равном 68 слоипород относят к выбросоопасным, приК383 - к неопасным, а при38 К: 68 слои пород относят кугрожаемым по внезапным выбросам. Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5