Способ определения безопасной зоны разгрузки в очистном забое

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к выбросам угля и газа. Цель изобретения - повышение безопасности и снижение трудоемкости определения безопасной зоны разгрузки путем учета затухания колебаний в горном массиве и связи параметров акустических колебаний (АК) с режимом работы комбайна. В очистном забое бурят шпуры и производят определение параметров состояния газового фактора (ГФ) и фактора горного давления (ГД) разрабатываемого массива. Устанавливают в очистном забое и в оконтуривающих горный массив выработках сейсмоприемники. Генерируют в массиве АК и регистрируют параметры АК. По параметрам АК и по параметрам состояния ГФ и фактора ГД при работе комбайна, зачистке очистного забоя и при выемке угля определяют соответственно длину и глубину безопасной зоны разгрузки. По параметрам состояния фактора ГД впереди очистного забоя определяют минимальный и максимальный размеры зоны разгрузки. В оконтуривающих выработках минимальный и максимальный размеры зоны разгрузки. В оконтуривающих выработках дополнительно устанавливают сейсмоприемники на расстоянии от очистного забоя не менее минимального и не более максимального размеров зоны разгрузки. Затем устанавливают зависимость между глубиной зоны разгрузки по параметрам состояния ГФ и АК для каждой координаты очистного забоя в зависимости от уровня АК вне зоны работы комбайна со стороны оконтуривающих выработок при совместной работе комбайна и конвейера в очистном забое и только конвейера и в зависимости от уровня АК в зоне работы комбайна при совместной работе комбайна и конвейера и только конвейера. После этого производят выемку угля на глубину безопасной зоны разгрузки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (2 1) 4620380/24-03 (22) 14.12.88 (46) 15.12.90, Бюл, N 46 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В.Д.Аюров и В.С.Бабенко (53) 622.832(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1303730, кл. Е 21 F 5/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1484975, кл, Е 21 F 5/00, 17.06.87. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЗОНЫ РАЗГРУЗКИ В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, склонных к выбросам угля и газа. Цель изобретения— повышение безопасности и снижение трудоемкости определения безопасной зоны разгрузки путем учета затухания колебаний в горном массиве и связи параметров акустических колебаний (АК) с режимом работы комбайна, В очистном забое бурят шпуры и производят определение параметров состояния газового фактора (ГФ) и фактора горного давления (ГД) разрабатываемого массива. Устанавливают в очистном забое и

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов. склонных к выбросам угля и газа.

Цель изобретения — повышение безопасности и снижение трудоемкости определения безопасной эоны разгрузки путем учета затухания колебаний в горном масси„„Я „„1613644 А1 в оконтуривающих горный массив выработках сейсмоприемники. Генерируют в массиве АК и регистрируют параметры АК; По параметрам АК и по параметрам состояния

ГФ и фактора ГД при работе комбайна зачистке очистного забоя и при выемке угля определяют соответственно длину и глубину безопасной эоны разгрузки. По параметрам состояния фактора ГД впереди очистного забоя определяют минимальный и максимальный размеры зоны разгрузки. В оконтуривающих выработках дополнительно устанавливают сейсмоприемники на расстоянии от-очистного забоя не менее минимального и не более максимального размеров зоны разгрузки. Затем устанавливают зависимости между глубиной зоны разгрузки по параметрам состояния ГФ и

АК для каждой координаты очистного забоя в зависимости от уровня АК вне зоны работы комбайна со стороны оконтуривающих выработок при совместной работе комбайна и конвейера в очистном забое и только комвейера и в зависимости от уровня AK в зоне работы комбайна при совместной работе комбайна и конвейера и только конвейера.

После этого производят выемку угля на глубину безопасной зоны разгрузки. 2 ил, ве и связи параметров акустических колебаний с режимом работы комбайна.

На фиг. 1 приведена схема определения эоны разгрузки в очистных забоях; на фиг. 2 — пример изменения нормированной суммы уровней акустических колебаний.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 — 3 — сейсмоприемники, 4 — комбайн, 5 — шпуры, 6 — график изменения нормаль1613644 ной составляющей напряжений впереди забоя лавы; кривая 1 и 2 на фиг. 2 — соответственно изменение нормированных уровней акустических колебаний 1 и 3 с йсмоприемников, а 3 — изменение суммарного их уровня.

Способ осуществляют следующим образом, По всей длине очистного забоя в приэабойной части пласта бурят шпуры 5. По поинтервальному замеру начальной скорости газовыделения в каждом шпуре определяют вдоль лавы размер зоны разгрузки по газовому фактору 1г(х) и размер зоны разгрузки, по фактору горного давления!д(х). Определяют наименьшее 1д „, и наибольшее

IpMg»g значения из размеров зоны разгрузки ! по фактору горного давления. С обеих сторон отрабатываемого угольного массива из оконтуривающих его подготовительных выработок устанавливают сейсмоприемники 1 и 2. Оба сейсмоприемника при этом располагают на одинаковом расстоянии от забоя, но не ближе наименьшего размера зоны разгрузки по фактору горного давления

1д„„ и не далее наибольшего Iд„„,. Сейсмоприемник 3 устанавливают в зоне работы комбайна. После этого включают загруженный конвейер. Сейсмоприемниками 1 и 2 измеряют уровень акустических колебаний

А»с =А»с =А»с2. Сейсмоприемником 3 измеряют уровень акустических колебаний А».

Затем включают комбайн и производят за чистку забоя, Одновременно с зачисткой сейсмоприемниками 1 — 3 измеряют уровни акустических колебаний А (х), Ап (х) и, Аэ (х), По полученным значениям уровней акустических колебаний и по ранее определенному размеру зоны разгрузки по газовому фактору Iг (x) определяют коэффициент пропорциональности:

I г (х), Аз (x) — А, где Ал (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 1 при зачистке забоя в локальной призабойной части пласта с координатой X; .

An (x) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 2 при зачистке забоя в той же локальной призабойной части пласта;

А (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 3 в зоне работы комбайна во время зачистки локальной приэабойной части пласта с координатой Х;

А c — уровень акустических колебаний от работы загруженного конвейера по показаниям сейсмоприемников 1 и 2;

А» — уровень акустических колебаний от

5 конвейера по показаниям сейсмоприемника 3, Затем производят выемку угля комбайном. Одновременно с выемкой угля с помощью сейсмоприемников 1, 2 и 3 для

10 каждой локальной призабойной части пласта определяют уровни акустических колебаний An (õ), An (х) и А3 (х), По полученным уровням акустических колебаний и по ранее определенному размеру зоны разгрузки

15 l,(х) определяют коэффициент пропорциональности Кц.

Ал (х) +Я (х — 2А<с

А (х) — А< где Ад (x) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 1 при выемке угля в локальной призабойной части пласта с координатой Х;

AB (x) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 2 при выемке угля в этой же координате призабой-. ной части пласта;

А (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 3 в зоне работы комбайна во время выемки локальной призабойной части пласта с координатой Х.

При отработке пласта размер зоны разгрузки в каждой координате по длине забоя

35 определяют до очередного цикла выемки с помощью коэффициента пропорциональности, полученного при работе комбайна во время зачистки забоя К,, т.е. на холостом ходу. Для этого в процессе зачистки забоя в

40 каждой его координате с помощью сейсмоприемников 1, 2 и 3 измеряют уровни акустических колебаний An (х), An (х) и Aa (х) и по ним определяют размер зоны разгрузки по газовому фактору по зависимости:! г (х)

Аэ()+Дз() — Ä где Аэ (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 3 во время зачистки локальной призабойной части пласта с координатой Х;

A (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 1 при зачистке забоя в локальной призабойной

55. части пласта с координатой Х;

AA (х) — уровень акустических колебаний, измеренный сейсмоприемником 2 при зачистке забоя в той же локальной приэабойной части пласта, I 613б44

По результатам определения размера эоны разгрузки в каждой координате очистного забоя по его длине определяют наличие опасных зон. Опасной зоной считают часть очистного забоя, в котором размер эоны разгрузки по газовому фактору меньше или равен ширине захвата комбайна и принятого запаса. При отсутствии опасных зон выемку угля в следующем цикле ведут без предварительного применения противовыбросных мероприятий. При обнаружении опасных зон в них проводят противовыбросные мероприятия.

Контроль местоположения размера зоны разгрузки по газовому фактору после проведения противовыбросных мероприятий производят в процессе выемки угля с помощью зависимости между уровнями акустических колебаний, измеряемыми сейсмоприемниками 1, 2 и 3 и размером зоны разгрузки по газовому фактору, которая устанавливается при работе комбайна во время выемки угля, Размер зоны разгрузки при этом определяют по формуле к. A! „(хЗ -Ь3

А (х) + А (х) — 2A„ где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

A> (õ), A> (õ) и А (х) — уровни акустических колебаний, измеренные сейсмоприемниками 1, 2 и 3.

Сейсмоприемники 1 и 2 устанавливают на одинаковом расстоянии от очистного забоя не ближе наименьшего и не далее наибольшего размера зоны разгрузки по фактору горного давления.

Сейсмоприемник 3 устанавливаю1 в зоне генерирования акустических колебаний для того, чтобы в последующем при анализе уровней акустических колебаний, регистрируемых сейсмоприемниками 1 и 2, учесть различие в режимах работы комбайна, например различие в шуме комбайна, обусловленное разной скоростью подачи комбайна. Это различие в режимах работы комбайна учитывается путем нормирования (деления) уровней акустических колебаний, измеренных сейсмоприемниками 1 и 2, на уровень акустических колебаний, измеренных сейсмоприемником 3. Размер зоны генерирования акустических колебаний при этом ограничивают наибольшей длиной волны генерируемых комбайном акустических колебани:

P.

f — нижнее значение диапазона частот с максимальным уровнем звуковой мощности источника шума — комбайна, Размещать сейсмоприемники 3 вне эо5 ны генерирования акустических колебаний не рекомендуется, так как сейсмоприемник в этом случае будет измерять уменьшенный уровень акустических колебаний, приближенный к уровню акустических колебаний .10 конвейера. Так как разность этих уровней акустических колебаний с удалением от комбайна уменьшается, то точность определения предлагаемым способом размера зоны разгрузки падает.

15 Уровни акустических колебаний, измеряемые сейсмоприемниками 1 и 2, суммируют для того, чтобы компенсировать затухание акустических колебаний в горном массиве. Уровень акустических колебаний, 20 измеряемый любым из сейсмоприемников (1 или 2), уменьшается линейно с увеличением логарифма расстояния между комбайном . и сейсмоприемником. Чтобы скомпенсировать это снижение к анализу принимают

25 суммарный уровень акустических колебаний. В этом случае при идентичности сейсмоприемников 1 и 2 удаление комбайна от

1 одного сейсмоприемника компенсируется приближением комбайна к другому сейс-.

0 моприемнику.

Формула изобретения

Способ определения безоггасной зоны разгрузки в очистном забое, включающий.

35 проведение оконтуривающих очистной забой выработок, бурение по длине очистного забоя шпуров и определение по ним параметров состояния газового фактора и фактора горного давления разрабатываемсго

40 горного массива в зоне влияния очистного забоя. установку в очистном забое сейсмоприемника, генерирование в горном массиве акустических колебаний комбайном и регистрацию параметров этих колебаний, 45 определение по акустическим параметрам безопасной длины зоны разгрузки вдоль очистного забоя и по параметрам состояния газового фактора безопасной — глубины зоны разгрузки, установление зависимости

50 между глубиной зоны разгрузки по параметрам состояния газового фактора и акустическими параметрами при работе комбайна, зачистке очистного забоя и при выемке угля и выемку угля комбайном в пределах без55 опасной зоны разгрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью повышения безопасности и снижения трудоемкости определения зоны разгрузки путем учета затухания колебаний в горнсм массиве и связи параметров акустических колебаний с режимом работы

1б13б44

4Л(Х) Составитель Г. Васючкова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Обручар

Редактор Н. Горват

Заказ 3874 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 комбайна, впереди очистного забоя по параметрам состояния фактора горного давления определяют минимальный и максимальный размеры зоны разгрузки и дополнительно в оконтуривающих выработ- 5 ках устанавливают сейсмоприемники на расстоянии от очистного забоя не менее минимального и не более максимального размеров зоны разгрузки, при этом зависимость между глубиной эоны раз- 10 грузки по параметрам состояния газового фактора и акустическими параметрами устанавливают для каждой координаты очистного забоя по формуле

15 х =.А где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Х вЂ” координата очистного забоя;

А (Х) — уровень акустических колебаний в зоне работы комбайна при совместной работе комбайна и конвейера;

А, — уровень акустических колебаний в зоне работы комбайна при работе конвейера, А (X), Ал(Х) — уровни акустических колебаний вне зоны работы комбайна со стороны оконтуривающих выработок при совместной работе комбайна и конвейера в очистном забое;

A« — уровень акустических колебаний вне зоны работы комбайна отрабатываемого угольного массива со стороны оконтуривающих выработок при работе конвейера в очистном забое.