Способ контроля положения огневого фронта при подземном сжигании угля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИ Н 4 С 01 Ч ЕТЕНИ(71) Украинский Фиучно-исследователгорной геомеханик ьского института и и маркшейдерск дела" 269. ВаМагсЬздг,цггхсагогюр.247 К.И. ) гаг 1 оп 111. ещоге ч,2, ог ьп1 есп 14,(54 Я ОГНЕГАНИИ у ский ста, работ- выраты гоном м ностириелиронаэемГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ юл. У 9 лиал Всесоюзного н(56) Патент СИА Р 4281713, кл. 166 - 251 (Е 21 В 43/243 Е 21 В 47/00), опублик. 4.08 ПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛО РОНТА ПРИ ПОДЗЕМНОМ 1Изобретение относится к горному делу и может найти применение при определении положения фронта огневого забоя в технологии подземного сжигания угольных пластов.Цель. изобретения - повышение надежности и точности определения по ложения огневого фронта за счет создания квазиоднородного электрического поля в сжигаемом участке угольного пласта, оконтуренном горными выработ 8014641(57) Изобретение относится к горномуделу, Цель - повышение надежности иточности определения положения огневого фронта за счет создания квазиоднородного электрического поля за пределами сжигаемого участка угольногопласта. Способ контроля положенияогневого фронта при подземном сжигании угля осуществляют следующим образом. Газифицируемый участок угольногопласта оконтуривают субпараллельнымигорными выработками. В почве выработок размещают линейные электроды(ЛЭ) и заземляют в породах на глубину, превышающую размеры зоны воздействия огневого фронта. Создают квазиоднородное электрическое поле путем использования двух ЛЭ. При этомв каждой из выработок размещают поодному ЛЭ. Периодически измеряют характеристики поля по сети профилейна дневной поверхности до и послеподжога. По изменению характеристикэтого поля определяют положение фронта огневого забоя. 6 ил., 1 табл. На фиг. 1 приведен схематичплан поверхности угольного плпо которому пройдены горные вьки; на фиг,2 - разрез пластаботкой, на фиг.3 и 4 - фрагмеризонтального сечения по уголпласту н вертикальный разрезстендовой модели по измерителпрофилю, на фиг.5 - графики рпотенциалов, измеренные по измтельному профилю в процессе мвания предлагаемого способа нз 1464114 1,5 2,5 ПК ной стендовой одели (точки измерений, представленные на определенных пикетах горизонтальной оси, соответствуют позициям измерительных электродов), на фиг6 - изменение во вре 5 мени разности потенциалов между электродами в позициях г и д в процессе моделирования. Модель содержит выработки 1, угольный пласт 2, линейные электроды 3, проложенные в почве параллельных выработок 1, линейные электроды 3 и при помощи источника 4 тока возбужда" ют квазиоднороднЬе электрическое поле в пространстве между линейными электродами. По сети профилей на дневной поверхности до поджога угольного пласта осуществляют измерения 20 градиента потенциала для определения характера "нормального поля". При горении угля между двумя выработками, в которых заземлены линейные электроды, образуется зона повышенной проводимости, существенно искажающая электрическое поле, Путем периодического измерения градиента потенциала по тем же профилям и со оставления из" меренных значений с "нормальным по- ЗО лем" и между двумя соседними по времени измерениями судят о положении фронта огневого забоя. Предлагаемый способ осуществляютследующим образом. Позиции измерительных электродов а - б б - в График 12 (фиг.5) получен до розжига угольного пласта и соответствует первому циклу измерений (" нормально- му Фону" ). Графики 13:и 14 соответствуют пятому циклу измерений (один и тот же график в разных масштабах: 2 и 0,02 мВ/см), полученному при горении угольного пласта. График 15 получен после гашения угля и соответствует девятому циклу измерений. Графики 12, 13 и 15 построены в масштабе 2 мВ/см, график 14 - в масштабе О, 02 мВ/ см. ГраФик 16 построен в масштабе 2 мВ/см, а график 17 - часть графика 16 в мас" штабе 0,02 мВ/см. В двух параллельных горных выработках 1 (Фиг.1 и 2) из числа оконту" ривающих участок сжигания угольного пласта 2 заземляют линейные электроды 3.Заземление линейных электродов осуществляют следующим образом. В породы почвы 5 горных выработок 1 на глубину 0,.2 - 0,5 м помещают металлические шины 7. Дня повышения надежности контакта с массивом горных пород в почву горной выработки 5 забивают металлические штыри 6, которые подсоединяют к шине 7 в точках 8. П 1 тыри 6 одновременно обеспечивают контакт линейных электродов с высоко- проводящим слоем при горении угля. Линейные электроды 3 подсоединяют к источнику 4 тока, включают источник 4 тока и на участке сжигания угольного пласта возбуждают квазиоднородное электрическое поле. На дневной поверхности на площади, образованной проекцией контура участка сжигания угольного пласта с обрамлением ее со всех сторон на половину источник 4 питания, вмещающие породы 5. Линейные электроды 3 содержат металлические штыри 6, заглубленные в почву металлические шины 7, которые соединены со штырями 6 в точках 8. Модель смонтирована в коробе 9.На измерительном профиле 10, про". ходящем по поверхности модели, с шагом 20 см размещены измерительные электроды 11 (положения а - з, фиг.4).1 в-г г-д д-е е-жж - з 35 45 55 65 75 Способ основан на регистрации измерения квазиоднородного электрического поля за счет возникновения повы" шенной проводимости в горящем угольном пласте. Этот принцип реализуется, если в двух субпараллельных горных выработках 1, обрамляющих сжигаемый пласт 2, располагают ширины участка сжигания угольного пласта, прокладывают сеть профилей, Профили . ориентируют по нормали к длинной стороне проекции участка. Подобная ориентировка профилей является наиболее целесообразной, так как огневой фронтпри горении угля распространяется отвыработок вглубь участка сжигания пласта, а расположение профилей по нормали к линейным электродам облег" чает расчеты поля. Возможна также ориентировка профилей параллельно длинной стороне проекции участка,Расстояние между профилями и точ" ками измерений параметров выбирают в зависимости от требуемой детальности прослеживания огневого Фронта. Например, при длине участка сжигания 500 - 600 м расстояние между профилями, ориентированными по нормали к линейным электродам, может быть выбрано равным 10 м, размер измерительной линии ИВ - равным 5 м, шаг измерений (расстояние между двумя соседними точками измерений на профиле) равным 5 м, длина измерительного профиля при ширине участка сжигания 50 - 60 м составит 100 - 120 м (с учетом обрамления со всех сторон проекции контура участка сжигания на половину его ширины). По профилям до поджога угольного пласта с помощью электроразведочной измерительной аппаратуры осуществляют измерения градиента потенциала электрического доля с заданным размером измерительной линии МИ (например, ИХ=5 м) и шагом измерений (обычно равным размеру измерительной линии ММ).После поджога угольного пласта повторяют измерения градиента потенциала по тем же профилям и в тех же точках через заданные промежутки времени, исходя из требуемой детальности слежения, например через сутки, за перемещением огневого фронта, По результатам измерений строят гра-. Фики и карты изолиний градиента по 64114 6тенциала. Положение огневого фронтаустанавливают путем сопоставленияграфиков и карт изолиний градиентапотенциала, полученных до поджогаугольного пласта и в различные момен"ты времени после поджога. Проекцияогневого фронта на дневную поверхность совпадает с максимальными градиентами параметров электрическогополя,Формула изобретенияСпособ контроля положения огневого Фцонта при подземном сжигании уг"ля, включающий установку и заземлениеразнополярных электродов, размещениесети наземных профилей на поверхности, возбуждение электрического поляв массиве горных пород, периодическиеизмерения характеристик поля по сетипрофилей на дневной поверхности дои после поджога угольного пласта и 25 определение положения огневого фронта по изменению характеристик этогополя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности иточности определения положения огневого фронта за счет создания квазиоднородного электрического поля за пределами сжигаемого участка угольногопласта, газифицируемый участок угольного пласта оконтуривают субпарал-.лельными горными выработками, создаЗ 5 ют квазиоднородное электрическое полепутем использования двух линейныхэлектродов которые заземляют в лородах почвы на глубину, превышающую 40размеры зоны воздействия огневогофронта, при этом в каждой из выработок размещают по одному электроду.Заказ 821/49 Жраж 483, ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Т ССС и и 10Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 лачв Й