Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта

 

Изобретение относится к угольной пром-сти и Небо использовано для прогноза выбросоопасных зон угольного пласта.. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повьшения надежности прогноза выбрс5соопасности. В зоне ведения горных работ определяют газовое давление (ГД), температуру массива (ТМ) и производят отбор проб угля (ПУ), В лаборатории определяют предел прочности ПУ до насыщения их газом, устанавливают миним. значение предела прочности, поминают ПУ в термостатируемую камеру и производят насыщение образцов газом при ГД и ТМ, соответствукищх значениям в зонах отбора ПУ. Затем т-ру в камере повышают до критической т-ры насьщающего ПУ газа и ПУ вьщерживают в камере до установления диффузионного равновесия в порах. Сбрасывают ГД и ТМ в камере ПУ извлекают и при комнатной .т-ре определяют предел прочности газонасыщенных образцов. При прочности газонасьщенных образцов меньше миним прочности негазонасьпценных образцов зону пласта относят к выбросоопасной. 2 РШ. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) /

А1

1б)) 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ / СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4243509/22-03

{22) 12.05.87 (46) 07,02.89. Бюл. (7.1) Московский горный институт

{72) А.В.Астахов, Е.Б.Винокурова, А.И.Кецлах и Л.Н,Экономова (53) 622.832 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1096375, кл. Е 21 Е 5/00., 1983, Авторское свидетельство СССР

Р 1033766, кл. F. 21 P 5/00, 1981. .(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСHbIX 30H УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относчтся к угольной пром-сти и м.б. использовано для прогноза выбросоопасных эон угольного пласта, Цель изобретения — повышениЕ эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбросоопасности. В зоне ведения гор1

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для прогноза выбросоопасных зон угольного пласта.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбросоопасности.

На фиг.1 показано схематично изменение предела прочности угля от величины газового давления при критической температуре для насыщающего уголь газа; на фиг.2 — схема герме- ных работ определяют газовое давление (ГД), температуру массива (ТМ) и производят отбор проб угля (m ).

В лаборатории определяют предел прочности ПУ до насыщения их газом, устанавливают миним. значение предела прочности, помещают ПУ в термостатируеиую камеру и производят насьпцение образцов газом при ГД и ТМ, соответствующих значениям в зонах отбора

ПУ. Затем т-ру в камере повышают до критической т-ры насьпцающего ПУ газа и ПУ выдерживают в камере до установления диффузионного равновесия в порах. Сбрасывают ГД и ТМ в камере ПУ извлекают и при комнатной т-ре определяют предел прочности гаэонасыщенных образцов. При прочности гаэонасыщенных образцов меньше етним. прочности негаэонасьиценных образцов зону пласта относят к выбросоопасной. 2 ил. I

2 тичной термостатируемой камеры для осуществления способа.

Способ осуществляют следукицим образом.

В обследуемой зоне угольного пласта определяют газовое давление и температуру и отбирают из обследуеиой эоны куски угля для подготовления образцов для механических испытаний, определяют предел прочности негаз онасьпценных (контрольных) образцов.

О-.тавшиеся образцы помещают в герметичную термостатируемую камеру и насыщают газом, преобладающим в

3 1456600 4 угольном пласте СН или СО, при температуре и давлении, соответствующим значениям, замеренным в обследуемой зоне (1-2 ч). Отключают каФ меру от подачи газа и, не разгерметизируя ее, доводят . температуру камеры с образцом до значения, соответствующего кри ической температуре газа, насыщающего угольный пласт, Вы- Ip держивают камеру с образцом при этой температуре до установления диффузи онного равновесия в транспортных порах (1-2 ч).

Pазгерметизируют камеру и после 15 установления в образцах комнатной температуры определяют предел их прочности и в том случае, если значения прочности предварительно газона= сыщенных образцов снижаются по срав- 2р нению с минимальным значением прочности негазонасыщенных образцов, обследуемую зону относят к выбросоопасной, Для проведения испытаний образцы 25 изготавливают из антрацита в форме кубиков с размерами ребер 0,01-0,02 м.

Газонасыщение проводят в термостатируемой камере (фиг.2), содержащей корпус 1, крышку 2, в которой уста- 30 новлены герметизированные токоведущие контакты 3 для подключения с по. мощью проводов 4 датчиков 5 температуры, закрепленных на образце 6, перепускное устройство 7 с игольчатым краном 8 для осуществления вакуумирования образца и ввода газа и манометр 9. Механические свойства обраэ/ цов определяют испытанием на одноосное сжатие. 40

Результаты испытаний на одноосное сжатие образцов, прошедших и не прошедших обработку газом при температуре ниже критической, представляют в виде таблицы.

Прочность наименее прочного из необработанных образцов антрацита в испытаниях на одноосное сжатие составляет 4,3 МПа. Эта величина является контрольным уровнем отсчета при сопоставлении со значениями прочности для образцов, подвергнутых газона-. сыщению при определенном давлении и воздействию температуры ниже критической для насыщенного газа.

Цпя антрацита, обработанного определенным газом, при температуре ниже критической, существует некоторое пороговое давление, величина которо-

ro определяет предел прочности антрацита после насыщения его этим газом (фиг, 1), Так,для образцов, обработанных углекислым газом, пороговое давление 2,0 MIa P 2,5 MIIa, обработка газом при значейиях давления, равного или больше величины

Р„„о, приводит к резкому падению предела прочности так, что прочность предварительно гаэонасыщенных образцов уменьшается по сравнению со значением прочности наиболее слабых иэ исходных образцов, не обработанных газонасыщением. Обработка под давлением, меньшим порогового значения, практически не влияет на величину прочности, и прочность образцов, обработанных при P а 2,0 МПа, остается значительно выше среднего значения прочности для наиболее слабых не обработанных образцов.

Аналогичная картина наблюдается при насыщении образцов метаном при соответствующих температурах.

Формула из об.ретения

Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта, включающий отбор проб в обследуемой зоне, изготовление иэ них образцов, насы" щение части из них газом, преобладающим в угольном пласте, проведение испытаний по установлению фиэикомеханических характеристик угольного пласта, определение по ним показателя оценки выбросоопасности эоны оценку по этому показателю выбросоопасности зон, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбросоопасности, в обследуемой зоне угольного пласта определяют давление газа и температуру, устанавливают прочность негаэонасыщенных образцов, а насыщение части образцов газом производят в термостатируемой камере при полученных значениях давления газа и температуры, затем температуру в камере доводят до критического значения температуры газа, насыщающего угольный пласт, и выдерживают образ-, цы при этой температуре до установления диффузионного равновесия в, Составитель Г,Васючкова

Техред М.Ходанич

Редактор О.Головач

Корректор С.Черни

Заказ 7518/29 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 I порах образцов, после этого камеру вскрывают и производят определение прочности образцов при достижении в них.температуры окружающей среды, при этом оценку выбросоопасности эон производят путем сопоставления проч=

456600 6 ности газонасыщенных и негаэонасьпценных образцов и при снижении прочности газонасьпценных образцов ниже мини5 .мального значения прочности негазо- насыщенных образцов зону пласта отно.сят к выбросоопасной.