Способ определения выбросоопасных зон угольных пластов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий поинтервгшьное бурение шпура, измерение на каждом интервале начальной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения , определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, отличающийсятем, . что, с целью повышения эффективности определения выбросоопасных зон и расширения обласГи использования способа путем одновременного определения начальной скорости газовыделения и степени метаморфизма и установления по ним безопасной зоны разгрузки , в неопасной зоне пласта отбирают пробу угля и определяют по ней выход летучих веществ, в процессе бурения шпура за интервалом, на котором начальная скорость газовыделения достигла или превысила критическую величину, отбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих веществ, находят разность между выходом летучих веществ за интервалом , на котором скорость газовыделения выше критической, и выходом летучих веществ в неопасной зоне, и к выбросоопасной относят зону пласта , начиная с интервала, на котором измеренная скорость газовыделения равна или больше критической, а разность летучих веществ превышает предельное значение, определяемое по формуле ду 12-10( )- З.Ю V) 0,79 где V - выход летучих веществ в неопасной зоне,%, при этом критическую скорость газовыделения определяют с учетом глубины разработки пласта .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

3(51) Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ -"-." 4 (ъ (-:: 1 4,1

К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482859/22-03 (22) 17.08. 82 (46) 30.03 84. Бюя. 9 12 (72 ) М.И. Большинский, B.Ñ.Маевский и Э. И.Тимофеев (71) Государственный макеевский ордена Октябрьской Революции научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (53) 622.832 (088.8) (56) 1.Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа, М., "Недра", 1977, с. 3133.

2 ° О дополнениях и корректировке к Инструкции по безопасному ведению горных работ на пластах, склонйых к внезапным выбросам угля, породы и газа. Минуглепром СССР, 1980, с. 2. (54 ) (57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий поинтервальное бурение шпура, измерение на каждом интервале началь ной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности определения выбросоопасных зон и расширения обласТи использования способа путем одновременного опреде ления начальной скорости газовыделения и степени метаморфизма и установления по ним безопасной эоны разгрузки, в неопасной зоне пласта отбирают пробу угля и определяют по ней выход летучих веществ, в процессе бурения шпура эа интервалом, на котором начальная скорость газовыделения достигла или превысила критическую величину, отбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих веществ, находят разность между выходом летучих веществ за ин. тервалом, на котором скорость газовыделения выше критической, и выхо- ю дом летучих веществ в неопасной зоне и к выбросоопасной относят зону пласта, начиная с интервала, на котором измеренная скорость газовыделения { равна или больше критической, а раз1 ность летучих веществ превышает предельное значение, определяемое по формуле

qv" = 12 ° 10 (Ч ) — 3 ° 10 (Ч ) — 0,79 где Ч вЂ” выход летучих веществ в

t неопасной зоне,Ъ, при этом критическую скорость газовыделения определяют с учетом глубины разработки плас. та.. 1082970

Изобретение относится к горной промьыленности и может быть использовано для прогноза выбросоопасных эон в угольных пластах впереди забоя выработки и контроля эффективности мероприятий по предотвращению выброса угля и газа.

Известен способ прогноза выбросоопасных зон, включающий поинтервальное бурение шпура на глубину 5,5 б,5 м и измерение на каждом метровом интервале начальной скорости газовыделения и выхода бурового штыба, оценку с помощью номограммы выбросоопасности пласта впереди забоя выработки, и при вхождении забоя выработ 15 ки в опасную зону работы по проведению выработки прекращают и продолжают после применения способов предотвращения выбросов и выполнения мероприятий по безопасности рабочих f1) . 2О

Недостатком известного способа является невысокая надежность определения принадлежности участка пласта к опасной или неопасной по выбросам зоне вследствие неоднозначности изменения выхода штыба от напряженного состояния, как одного из основных факторов выбросоопасности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прогноза выбросоопас. 3р ности зон угольных пластов, включающий поинтервальное бурение шпура, . измерение на каждом интервале начальной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, при этом зону пласта относят к выбросоопасной, если хотя бы в одном иэ интервалов шпура скорость газовыделения равна или больше крити- 40 ческой величины, установленной для данного шахтопласта в зависимости от удельного выхода летучих веществ

Недостаток указанного способа состоит в том, что к выбросоопасным могут .быть отнесены и невыбросоопасные участки пласта, на которых началь ная скорость газ овыделения может превышать критическую вследстие разгрузки призабойной части пласта, повышения ее газопроницаемости, уси ления дегаэации, т.е. изменения сос тояния газоносного массива в сторону снижения, а не усугубления выб- 55 росоопасности. Применение в этих случаях мероприятий для предотвраще. ния выбросов угля и газа излишне и приводит к неоправданным простоям забоев. После выполнения противовыб 6р росных мероприятий начальная скорость газовыделения может превышать критическую величину как вследствие эффективного влияния этих мероприятий на устранение выбросоопасности, 6г, так и при отсутствии такого влияния, что не позволяет использовать этот способ для определения выбросоопасных эон после осуществления мероприятий по предотвращению выбросов.

Цель изобретения — повышение эф-

I фективности определения выбросоопасных зон и расширение области использования способа путем одновременного определения начальной скорости газовыделения и степени метаморфиэма и установления по ним безопасной зоны разгрузки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения выбросоопасных зон угольных пластов, включающему поинтервальное бурение шпура, измерение на каждом интервапе начальной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, в неопасной зоне пласта отбирают пробу угля и определяют по ней выход летучих веществ, в процессе бурения шпура за интервалом, на котором начальная скорость газовыделения достигла или превысила критическую величину, оТбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих веществ, находят разность между выходом летучих веществ за интервалом, на котором сКо рость газовыделения выше критической, и выходом летучих веществ в неопасной зоне, и к выбросоопасной относят зону пласта, начиная с интервала, на котором измеренная скорость газовыделения равна или больше критической, а разность летучих веществ превышает предельное значение, определяемое по формуле цЧ = 12 10 (Ч" } — 3 ° 10 (Ч ) -0,79() г где Ч вЂ” выход летучих веществ в неопасной зоне, Ъ, при этом критическую скорость газ овыделения определяют с учетом глубины разработки пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

По пробам угля, отобранным из пласта перед циклом выемки, не сопровождающимся в последствии выбросом угля и газа в забое проводимой выработки, определяют выход летучих веществ, например,, по стандартной методике ГОСТ 6382-75 и считают это значение полученным в невыбро- . соопасной зоне пласта на данной глубине разработки его от земной поверхности.

Исследованиями установлено, что величины газоносности и начальной скорости газовыделения, при которых происходят выбросы угля и газа, изменяются по однотипной зависимости

1082970

Составитель Г.Васючкова

Редактор Ю.Середа Техред С.Легеза Корректор А. Дзятко

Заказ 1707/32 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 от двух факторов: глубины разработки пластов и степени метаморфиэма угля, характеризуемой выходом летучих веществ, причем начальная ско-рость газовыделения прямо пропорцио— нальна газоносности. Критическая величина начальной скорости газовыделения, пропорциональная критической гаэоносности при соответствующих зна. чениях глубины разработки пласта и выхода летучих, определяется по формуле

700 ф = ----- + 8 ° 10 (Ч )- 0,42 V +

К (yr) 3

+ 21 10 Н вЂ” 6 ° 10 Н + 11,2, 15 где (— критическая скорость газовыделения, л/мин; выход летучих, %;

Н вЂ” глубина разработки, м. 20

Кроме того, устанавливают предельное значение разности между выходом летучих в опасных и неопасных по выбросам зонах по формуле

КЧ" = 12 ° 10 (Ч ) — 3 ° 10 () -0,079 (2) где дV — предельная величина разности между выходом летучих в опасной и неопасной по выбросам зонах, %; выход летучих в неопасной зоне пласта,%.

Затем в направлении подвигания забоя выработки поинтервально бурят шпур, принимая величину интервала не более

0,7 м. На каждом интервале шпура герметизируют (например, с помощью газоэатвора ЗГ-1) камеру длиной 0,3

0,5 м и прибором (например, ПГ-2) иэ меряют начальную скорость гаэовыде= ления иэ этой камеры, сравнивая ее с критической величиной, определяемой по формуле (1); Измерения производят до интервала шпура, на котором начальная скорость газовыделения дос тигает или превьыает критическую величину ° За этим интервалом отбирают пробу угля иэ шпура и определяют выход летучих. Вычисляют разность между значением выхода летучих в неопасной зоне и шпуре, и если разность между ними превышает предельную величину, вычисленную по формуле (2), то к выбросоопасным относят зону пласта вглубь массива, начиная с интервала, н а к от ором и эмере н ная скорость газ овыделения равна или больше критической. При изменении глубины ведения горных работ по пласту более чем на

100 м измерение выхода летучих в невыбросоопасной зона, определение величин критической скорости газовыделения и предельной разности выхода летучих в опасной и неопасной по выбросам зонах производят заново.

Использование предлагаемого способа определения выбросоопасных эон обеспечивает следующие технические преимущества по сравнению с известными: позволяет более надежно оценивать выбросоопасность пласта и определять границу выбросоопасной зоны впереди забоя выработки; регламентирует допустимую глубину выемки угля беэ применения противовыбросных мероприятий и применение последних в тех случаях, когда технологическая глубина выемки больше, чем расстояние от забоя выработки до выбросоопасной зоны.