Способ определения безопасных зон призабойной части выбросоопасного угольного пласта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 Е 21 С 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 431 707 1 /23-0 3 (22) 16. 10. 87 (46) 07.03,89. Бюп. У 9 (71) Институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) И.М.Лавров, Н.Н.Преловский, С. В. Серов и Л. С.Тучкова (53) 622.273 (088.8) (56) Киелбаев Д.А. и др. О связи горного и газового давлений: труды

ВНИМИ, сб. 103, Л., 1977, с. 84 87.

Исследование свойств и критериев выбросоопасности угольных пластов. Научное сообщение ИГД им. А.А.Скочинского. M., 1983, 11 217, с. 30-33. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ

ЗОН ПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ ВЫБРОСООПАСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ,(57) Изобретение относится к гор- ной промьппленности и предназначено для прогноза выбросоопасности угольных пластов. Цель изобретения - повышение надежности определения безопасных зон в результате использования критериев выбросоопасности, найденных по изменению величины и скорости газовыделения (ГВ) и параметров напряженного состояния пласта. Сначала проходят опережающие очистные работы

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено дпя прогноза выбросоопасности. угольного пласта.

Цель изобретения — повышение надежности определения безопасных эон . в результате использования критериев

„„SU„„1463919 А1 выработки. Затем бурят из них скважины по пласту и производят в них с помощью датчиков непрерывные измерения напряжения (Н) массива (нормальные Н отжима) и газовыделения (ГВ) из него вне эоны влияния очистных работ. Затем производят разделение пласта на зоны. Участок пласта относят к без"опасной зоне при изменении среднего уровня скорости ГВ менее чем на 50Х.

При уменьшении среднего уровня ГВ более чем на 507 участок пласта относят к опасной зоне. Затем в призабой-. ной части пласта в зоне опорного давления (ОД) производят измерения максимальных нормальных Н, Н отжим» и уровня скорости. При этом зону плас-та считают безопасной при максимальных нормальных Н в зоне ОД менее критической величины, при снижении в этой зоне значений Н отжима и уровня скорости ГВ, не превышающем средний 2 уровень.. Зону пласта считают опасной при максимуме нормальных Н в зоне ОД более критической величины. Максимум

Н отжима смещен в сторону забоя и совпадает с максимумом скорости ГВ, а минимум скорости ГВ совпадает с максимумом нормальных Н. 3 ил. виай

2 выбросоопасности, найденных по изменению величины и скорости газовыделения и параметров напряженного состояния пласта.

На фиг. 1 изображены графики относительной скорости газовыделения нормальных к плоскости пласта напряже1463919

Способ определения безопасных зон призабойной части выбросоопасного угольного пласта, включающий проведение опережающих очистные работы выра0 боток, бурение из этих выработок скважин по угольному пласту, установку в скважинах датчиков для определения характеристик напряжений и газовьделения и измерение напряжений и

5 газовьделения в пласте, о т л и— а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности определения безопасных зон пласта, найденных по из! ! ний 4 „„и напряжений „действующих в горизонтальной плоскости пласта (напряжений отжима) 4, „ в невыбросоопасной зоне угольного пласта; на

5 фиг. 2 — аналогичные графики в выбросоопасной зоне угольного пласта; на фиг. 3 — схема установки датчиков, Схема содержит угольный пласт 1, откаточный штрек 2, бортовую выработ-1О ку (вентиляционный штрек) 3, группы датчиков 4, подземный блок 5 аппаратуры, линию 6 связи.

Из графиков (фиг. 1 и 2) видно, что в безопасной зоне по сравнению с опасной зоной, средний уровенв скорости гаэовьделения (I) значительно вышее, нормальные напряжения (II)

b„ p„ â зоне опорного давления ни: же, а значения напряжений отжима 20 (III) 6 „падают от уровня значений напряжений в нетронутом массиве.

Отличительной особенностью выбросоопасной зоны (фиг. 2) явпяется нали1 чие высокой концентрации нормальных 25 ( напряжений в непосредственной близости от обнаженной поверхности забоя, повышения напряжений отжима и быст( рое нарастание скорости газовьделения. ЗО .Сущность способа заключается в бурении скважин, установке датчиков, ,. измерении в спокойной зоне пласта уровня скорости газовьделения, нормальных напряжений и напряжений отжима, определении среднего уровня скорости газовьделения от момента нача ла измерений до момента снижения значений нормальных напряжений и напряжений отжима. Затем проводят разделение пласта на зоны, при этом участок относят к безопасной зоне при изменении среднего уровня скорости газовьделения менее чем на 503, участок пласта относят к опасной зоне 45 при уменьшении среднего уровня газовыделения более чем íà 50Х, После чего в призабойной части пласта в зоне опорного давления проводят уточнение прогноза, при котором зону пласта считают безопасной при максимальных ! нормальных напряжениях и дрр в зоне опорного давления менее критичес- кой величины, при снижении в этой зоне значений напряжений. отжима 6,„ и уровня газовьделения, не превышающего средний уровень, зону пласта считают опасной при максимуме нормальных напряжений в зоне опорного давления более критической величины, чем максимум напряжений отжима 6« смещен в сторону забоя и совпадает с максимумом скорости газовьделения, а минимум скорости газовыделения совпадает с максимумом нормальных напряжений Ь иор

Способ осуществляют следующим.образом.

В опережающей подготовительной выработке на расстоянии не менее 6070 м от линии очистного забоя бурят пару скважин глубиной 5-7 м. Скважины в одной паре располагаются друг от друга на расстоянии 1 м. На удалении 0,8 м от одной из скважин бурят шпур для измерения скорости газовыделения. В торце скважин пропиливают щели, в которые устанавливают жесткие плоские датчики напряжений.

Причем плоскость одного датчика ориентируется параллельно плоско сти пласта (датчик, измеряющий нормальные напряжения), плоскость второго датчика ориентируется перпендикулярно плоскости пласта (датчик напряжений отжима) . Уст ье шпур а с р азмещенной в ней выходной трубой тщательно герметизируют, а к выходной трубе -. подключают прибор для измерения скорости газовыделения, Проводят первыи цикл измерений на безопасном участке пласта, включающий непрерывную регистрацию скорости газовыделения и определение среднего уровня скорости газовьделения, Во втором цикле измерений устанавливают вторую группу датчиков и непрерывно регистрируют скорость газовьделения, значения максимальных нормальных напряжений и напряжений отжима.

Формула изобретения

14639! 9 менению величины и скорости газовыделения и параметров напряженного состояния пласта, производят непрерывные измерения максимальных нормаль5 ных напряжений, напряжений отжима и уровня скорости газовыделения вне эоны и в зоне влияния очистных работ, затем определяют средний уровень скорости газовыделения от момента кача- 10 ла укаэанных измерений до момента снижения значений нормальных напряжений и напряжений отжима и при измененни среднего уровня скор о сти г азовыделения менее чем на 507 вне зоны влияния очистных работ зону призабойной части пласта относят к безопасной, а в зоне влияния очистных работ к.безопасной относят зону пласта, в которой значения максимальных нормальных напряжений меньше их критических величин, уменьшаются напряжения отжима и в которой скорость газовыделения ниже ее среднего уровня, 14ЬЭ919

Составитель В.Тычина

Редактор М.Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор М. Самборская м

Заказ 805/39 Тирам 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101