Способ определения выбросоопасности угольных пластов

 

Изобретение относится к горному делу и повьппает надежность определения выбросоопасности пластов. При осуществлении способа на образцах угля с естественной влажностью, отобранных вдоль напластования, определяют скорости распространения упругих продольных и поперечных волн. По каждому из образцов определяют его плоскость и выход летучих веществ. До разработки пласта определяют критические знач.ения выбросоопасности по динамическому модулю упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициенту Пуассона, плотности и выходу летучих веществ. По полученным критическим значениям устанавливают выбр.осоопасность пласта. Пласт относят к выбросоопасному,если полученные значения меньше или равны критическим. При превьшении полученными значениями критических определяют влажность образцов. При влажности образцов больше 5% образец высушивают, пока влажность не станет меньше или равной 5%, так как при последних значениях угольный пласт относят к категории невыбросоопасных. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :,-

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 401 7591/22-03 (22) 23.01.86 (46) 30.03.88. Бюл. Ф 12 (72) M.È. Большинский, В.С. Маевский, 3.А. Гордезиани, И.M. Большинский и M.Î. Заврадашвили (53) 622.832(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР, и 810939, кл. Е 21 F 5/00, 1980.

Ямщиков А.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М.: Недра, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к горному делу и повышает надежность определения выбросоопасности пластов. При осуществлении способа на образцах угля с естественной влажностью, отобранных вдоль напластования, определяют скорости распространения упру„„SU„„1384789 А 1 гих продольных и поперечных волн. По каждому из образцов определяют его плоскость и выход летучих веществ.

До разработки пласта определяют критические значения выбросоопасности по динамическому модулю упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициенту Пуассона, плотности и выходу летучих веществ. По полученным критическим значениям устанавливают выбросоопасность пласта. Пласт относят к выбросоопасному,если полученнь е значения меньше или равны критическим.

При превышении полученными значениями критических определяют влажность образцов. При влажности образцов больше 5Х образец высушивают, пока влажность не станет меньше или равной

57, так как при последних значениях угольный пласт относят к категории невыбросоопасных.

1384789

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при установлении выбросоопасности угольных пластов.

Цель изобретения — повышение надежности определения выбросоопасности пластов.

Способ осуществляется следующим образом.

Отбирают пробы угля и герметизируют их одним из известных способов: упаковывают пробы в полиэтиленовые пакеты либо парафинируют для сохранения природной влажности образцов. По каждому из образцов определяют его плотность и выход летучих веществ. Затем образец неправильной формы извлекают из герметичной упаковки и помещают между излучающим и 20 приемным ультразвуковыми датчиками, соединенными с прибором УК-10П. Генерируемые излучателем ультразвуковые волны поступают на приемник, усили- ваются и подаются на экран осциллог 25 рафа, на котором по первому вступлению определяют время .прохождения продольной составляющей упругих волн, а по второму — поперечной. Измерив расстояние между датчиками (базу), 30 определяют скорость продольной и поперечной упругих волн. Измерения производят вдоль напластований в 3-5 точках образца, а затем определяют среднее значение скорости распространения упругих волн, По полученным данным рассчитывают значения динамических характеристик по известным соотношениям.

Коэффициент Пуанссона

1-2(— )

Vp

Vp

Г!1

2-2(- )2

Vp

45 где V V — соответственно продольр 9 р ная и поперечная скорость упругих волн, м/с.

Модуль сдвига

Ь„= у(Ч ) 10, МПа, где P — - плотность, кг/м.

Модуль упругости

E „= 2 (1+ P, ) 6 „10, NIIa.

Модуль всестороннего сжатия

К, = — — — — Ь 10, MIIa.

2(1+ Рп)

3 (1-2 p<,)

Вычисленные значения динамических характеристик сравнивают с критическими, которые, в зависимости от выхода летучих веществ угля, являются следующими: при V 10-20X Е, =(13,6+

+3,286) 10" МПа,.b„ =(5,2+ 1,332) х х 104 МПа, р„=(0, 291+5, 16 10 ); при

V 20-307 Е „=(19,69+1, 62) . 10 " МПа, ь, =(5,52+1,308) 10 MIIa, p„=(0,288+

+4,48 10- ); при Ч "т 307 Е „=(28,8+

+6, 194) 104 МПа, 6„= (9, 41+2, 086) х х10 MIIa, К„=(16;16+2,6).10 МПа.

Если значения динамических характеристик меньше или равны критическим, угольный пласт относят к категории выбросоопасных.

Если значения характеристик превышают критические, весовым методом определяют естественную влажность образцов. В этом случае, если влажность образцов меньше или равна 57. угольный пласт относят к категории невыбросоопасных. В противном случае, т,е. если:влажность образцов превышает 57., их на 15-20 мин помещают в сушильный шкаф и выдерживают при

60-70 С. Вновь определяют влажность образцов. Если она по прежнему превышает 57 образец подвергают высушиванию до тех пор, пока влажность образцов не станет меньше 57.. После этого образцы, влажность которых искусственно снижена до уровня менее

57, вновь помещают между излучающим и приемным датчиками, определяют скорость прохождения упругих волн и рассчитывают значения динамических характеристик по приведенной выше методике. При значениях динамических характеристик меньше или равных критическим контроль выбросоопасности угольного пласта при ведении горных работ осуществляют по влажности и, åñли она имеет значения меньшие или равные 57, угольный пласт на данном интервале считают выбросоопасным

Формула изобретения

Способ определения выбросоопасности угольных пластов, включающий измерение скорости распространения упругих продольных и поперечных волн, определение. по ним динамических модулей упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициента Пуассона, плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения выбросоопасности угольных пластов, скорости распространения

1384789

Составитель Г. Васючкова

Редактор Л. Веселовская

Техред А.КравчукКорректор Л. Патай.Заказ 1389/29 Тираж 426 Подписное

BVHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и, открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 упругих продольных и поперечных волн определяют на образцах угля с естественной влажностью, отобранных вдоль напластования, устанавливают выход летучих веществ и до разработки пла5 ста определяют критические значения выбросоопасности по динамическому модулю упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициенту Пуассона, плотности и выходу летучих веществ, по полученным критическим значениям в процессе ведения горных работ устанавливают выбросоопасность пласта, при этом, если полученные значения динамического модуля упругости, сдви" га, объемного сжатия, коэффициента

Пуассона меньше критических, пласт относят к выбросоопасному, если они превышают критические значения, определяют влажность образцов и при влажности больше 57 повторно устанавливают динамический модуль упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициент

Пуассона при высушивании образцов до влажности ниже 57., а при значениях этих характеристик равных или меньше критических определение выбросоопасности разрабатываемого угольного пласта осуществляют по влажности, при этом при значениях влажности угля меньше или равной 57. пласт относят

;к невыбросоопаснбму.