Способ прогноза выбросоопасности угольного пласта в призабойной зоне

 

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть исполь-. зовано при разработке выбросоопасных угольных пластов. Цель - повьппение надежности прогноза за счет учета газотермодинамического и напряженнодвфор ированного состояния угольнога пластов призабойной зоне с учетом влияния движения забоя горной выработки . Из забоя проведенной горной выработки поинтеЬвально бурят контрольную скважипу. Затем ее герметизируют и одновременно измеряют начальную скорость газовьщеления, температуру выделяющегося из скважины газа и интенсивность начальной деформации разрушения стенок скважины, т.е. установление конфигурации и размеров каверны, образующейся при разрушении стенок скважины Производят сравнение измеренных значений скорости газовьщеления с критическими ее значениями, оценку выбросоопаснооти зоны пласта и определение безопасной глубины выемки угля. В выбросоопасной зоне по длине скважй - ны наблюдается по два максимума началь-, ной скорости газовыделения итемперату ры выделяющегося газа. На участке максимального увеличения размеров каверны больший ее размер ориентирован в плоскости пласта. При этом горные работы останавливают и проводят противовыбросные мероприятия. За безопасную глубину выемки принимают расстоярше от груди забоя выработки до интервала скважины, на котором замерена максимальная величина начальной скорости газовыделения при наличии на этом интервале максимального увеличения размеров каверны н изменения температуры. (Л ее о ел 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (П) (дд 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А 87OPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3870550/22-03 (22) 11.03.85 (46) 23.04.87. Бюл. 9 15 (75) А.И.Крамаренко (53) 622,8!7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 848742, кл, Е 21 F 5/00, 1979.

Временная инструкция пО безопас-. ному ведению горных работ на пластах опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1983, с. 45-50. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА В ПРИЗАБОЙНОЙ

ЗОНЕ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть исполь-. зовано при разработке выбросоопасных угольных пластов. Цель — повышение надежности прогноза за счет учета газотермодинамического и напряженнодеформированного состояния угольногц пласта в призабойной зоне с учетом влияния движения забоя горной выработки. Из забоя проведенной горной выработки поинтервально бурят контрольную скважину. Затем ее герметизируют и одновременно измеряют начальную скорость газовыделения, температуру выделяющегося из скважины газа и интенсивность начальной деформации разрушения стенок скважины, т.е. установление конфигурации и размеров каверны, образующейся при разрушении стенок скважины. Производят сравнение измеренных значений скорости газовыделения с критическими ее значениями, оценку выбросоопасноати зоны пласта и определение безопасной глубины выемки угля. В выбросоопасной зоне по длине скважИны наблюдается по два максимума началь", ной скорости газовыделения и температу- ры выделяющегося газа. Научастке мак- ® симального увеличения размеров каверны больший ее размер ориентирован в плоскости пласта, При этом горные работы останавливают и проводят противовыбросные мероприятия. За безопасную глубину выемки принимают расстояние от груди забоя выработки до интервала скважины, на котором эамерена максимальная величина начальной скорости газовыделения при наличии на этом интервале максимального увеличения размеров каверны и изменения т емпер атуры, 1305380

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке выбросоопасных угольных пластов.

Цель изобретения — повышение надежности прогноза эа счет учета газотермодинамического и напряженно-деформированного состояния угольного пласта в призабойной зоне с учетом влияния движения забоя горной выработки.

Способ осуществляют следующим образом.

Иэ забоя горной выработки поинтервально бурят контрольную скважину диаметром, например, 42 мм по угольному пласту с интервалом 0,5-1 мм.

После окончания. бурения скважины на глубину интервала ее герметиэируют

20 и одновременно измеряют начальную скорость газовыделения, температуру выделяющегося из скважины газа и ин- . тенсивность начальной деформации разрушения стенок скважины. Последнее осуществляют путем замера Йзвестнымиспособами размеров и установления конфигурации каверны, образующейся при разрушении стенок скважины.

На участке максимального увеличения размеров каверны измеряют ориентировку ее большего размера по отношению к плоскости залегания угольного пласта путем установления конфигурации сечения, образующегося при разрушении стенок скважины, Одновременное измерение скорости газовыделения из скважины и температуры выделяющегося rаэа позволяет судить о динамичности процесса, так как при десорбции газа в результате о разрушения угля под. действием высо-.::. ких геомеханических напряжений в зоне опорной пригруэки от влияния забоя горной выработки происходит его резкое адиабатическое расширение, сопровождающееся охлаждением газа.

Поэтому изменение температурного rpa" диента газа по мере углубления скважины является функцией геомеханической напряженности и газонасыщенности угольного пласта, а интенсивность на" чальной деформации разрушения стенок скважины отражает гаэодинамическое состояние системы уголь-газ и ее склонность к самопроизвольному разрушению, т,е. к развитию процесса внезапного выброса.

После выполнения измерений на данном интервале скважину углубляют на величину следующего интервала с повторением цикла всех измерений..

На основе инструментальных измерений, выполненных на шахтопластах различной степени выбросоопасности, установлено, что в выбросоопасной зоне по длине скважины наблюдается по два максимума начальной скорости газовыделения и температуры выделяющегося газа, а на участке максимального увеличения размеров каверны больший размер ее ориентирован в плоскости пласта. Газодинамическое и напряженно-,деформированное состояние угольного пласта с зонами по два максимума начальной скорости газовы» деления и температуры выделяющегося из скважины газа свидетельствует о недостаточной релаксации напряжений опорной пригрузки и является признаком аккумулирования в приэабойной части пласта потенциальной энергии в системе вмещающая порода - угольгаз до величины, достаточной для развития процесса внезапного выброса. В этоМ случае горные работы останавливают и проводят противовыбросные мероприятия.

В очистной выработке размеры вы-. бросоопасной зоны ограничиваются соседними скважинами, в которых не установлены критериальные признаки выбросоопасности, Если при зондировании скважины по ее длине не выявлена выбросоопасная зона и не установлен интервал, ограничивающий безопасную глубину выемки, то ее принимают равной длине контрольной скважины за вычетом принятого неснижаемого опережения.

Длина контрольных скважин состав- ляет 3,5-12 м.

Формул а из о брет ения

Способ прогноза выбросоопасности угольного пласта в призабойной зоне, включающий проведение выработки, поинтервальное бурение контрольных скважин по угольному пласту, герметизацию скважин, одновременное измерение начальной скорости газовыделения из скважин и физико-механических параметров угля, сравнение измеренных значений скорости газовыделения с критическими ее значениями, оценку та.

Составитель М. Гагулин

Редактор П. Гереши Техред А.Кравчук Корректор Л,Патай

Заказ 1408/3 I . Тираж 430 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, 3 130 выбросоопасности эоны пласта и определение безопасной глубины выемки угля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прогноза эа счет учета гаэотермодинамического и напряженно-деформированного состояния угольного пласта в приэабойной зоне с учетом влияния движения забоя горной выработки, в качестве физико-механических параметров измеряют температуру выделяющегося из скважины газа и интенсивность начальной деформации разрушения стенок скважины путем замера размеров и установления конфигурации образующейся при разрушении стенок скважины каверны, при этом за безо5380 4 пасную глубину выемки принимают расстояние от груди забоя выработки до интервала скважины, на котором замерена максимальная величина начальной скорости газовыделения при наличии на этом интервала максимального увеличения размеров каверны и изменения температурного градиента выделяющегося газа, причем приэабойную зону

10 относят к выбросоопасной, если по длине скважины установлены по два максимума начальной скорости газовыделения и температуры выделяющегося газа, а на участке максимального увеt5 личения размеров каверны больший размер ее ориентирован в плоскости плас