Способ прогноза ударои выбросоопасности геологических нарушений при проведении подготовительных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить безопасность работ при проведении подготовительных выработок. Из проходимой подготовительной выработки 1 на предполагаемое разрывное нарушение 2 бурят опережающую геологоразведочную скважину 3 с отбором керна. Бурение ведут поинтервально. Керн извлекают из колонновой трубы. После вскрытия смесителя нарушения 2 и получения породного керна бурение прекращают. Затем определяют структуру зоны угольного пласта вблизи смесителя нарушения. Для этого устанавливают наличие зоны дробления и перемятого угля, открытых трещин и сопутствующих нарушений 4 и заполнителя смесителя нарушения и определяют вид смесителя и состояние породного керна. При отсутствии нарушенной зоны угля и пород, открытых трещин с заполнителем или при полном разрушении керна нарушение считают опасным по проявлению горных ударов или внезапных выбросов угля и газа. Для повышения надежности определения разрывного нарушения, опасного по внезапным выбросам угля и газа, дополнительно измеряют давление газа в пробуренной скважине. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4370268/23-03 (22) 25. 01. 88 (46) 30. 09. 89. Бюп. N - 36 (71) Всесоюзный научно — исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.Н. Шабаров, В.А. Егоров, И.И. Петухов, Н.В. Кротов, Б.Т, Акиньшин и В.Н. Бураков (53) 622.832(088.8) (56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. N.: Недра, 1977, с. 29- 31.

Кравцов А.И. и др. Иахтная геология. N. Высшая школа, 1977, с. 8082, 1 04-1 05. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗА УДАРО- И ВЫБРОСООПАСНОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАРУНЕНИЙ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЪНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить безопасность работ при проведении подготовительных выработок. Из проходимой подготовительной выработки 1 на

„„SU„„1511433 А1

2 предполагаемое разрывное нарушение 2 бурят опережающую геологоразведочную скважину 3 с отбором керна.

Бурение ведут поинтервально. Керн извлекают из колонновой трубы. После вскрытия смесителя нарушения 2 и получения породного керна бурение прекращают. Затем определяют структуру зоны угольного пласта вблизи смесителя нарушения. Для этого устанавливают наличие зоны дробления и перемятого угля, открытых трещин и сопутствующих нарушений 4 и заполнителя смесителя нарушения и определяют вид смесителя и состояние породного керна. При отсутствии нарушенной зоны угля и пород, открытых трещин с заполнителем или при полном разрушении керна нарушение считают опасным по проявлению горных ударов или внезапных выбросов угля и газа. Для повышения надежности определения разрывного нарушения, опасного по внезапным выбросам угля и газа, дополнительно измеряют давление газа в пробуренной скважине. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 3 табл. зз 4

3 15114

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза внезапных выбросов и горных ударов геологических нарушений.

Цель изобретения — повышение безопасности работ при проведении подготовительных выработок.

На фиг. 1 схематично изображен 10 геологический разрез по угольному пласту; на фиг. 2 — геологическая схема опасного по внезапному выбросу и горному удару геологического нарушения; на фиг. 3 — схема неопасного геологического нарушения.

Способ осуществляют следующим образом.

Из проходимой подготовительной выработки 1 на предполагаемое раз- 20 рывное нарушение 2 бурят опережающую геологоразведочную скважину 3 с отбором керна. Бурение ведут поинтервально. Керн извлекают из колонковой трубы, укладывают в специальные ящики 25 и маркируют. После вскрытия сместителя нарушения 2 и получения породного керна, бурение прекращают. Затем определяют структуру зоны угольного пласта вблизи сместителя нарушения, 30 для чего устанавливают наличие зоны дробления и перемятого угля; открытых трещин и сопутствующих нарушений 4; заполнителя сместителя нарушения.

Кроме того, определяется вид смес — 35 тителя и состояние породного керна.

При наличии открытых трещин с заполнителем, например кальцитом и нарушенной зоны угля и пород вблизи сместителя нарушение относят к неопас-40 ным. Схема такого типа нарушения приведена на фиг ° 3.

При отсутствии нарушенной зоны угля и пород, открытых трещин с заполнителем или при полном разрушении кер 45 на нарушение считают опасным по проявлению горных ударов или внезапных выбросов угля и газа (фиг. 2).

Для повышения надежности определения разрывного нарушения, опасного по внезапным выбросам угля и газа, дополнительно измеряют давление газа в пробуренной скважине по стандартной методике.

Физическая сущность способа заключается в следующем.

Исследованиями установлены геологические признаки нарушений, опасных и неопасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа, которые представлены в табл.

При переходе неопасного нарушения признаков динамической опасности не наблюдалось. На выбросоопасных пластах нарушения, представленного на фиг. 2, фиксируются повышенными значениями начальной скорости газовыделения до 15-20 л/мин. При переходе неопасных нарушений, представленных на фиг. 3, газодинамической опасности не отмечалось, происходило лишь частичное загазовывание выработок, но значения начальной скорости газовыделения не превышали 2-3 л/мин.

Способ реализован при разработке пласта, опасного по горным ударам на глубине 700 м. При проведении вентиляционного штрека 015 для уточнения местоположения разрывных нарушений и прогноза их удароопасности было проведено опережающее бурение разведочных сквахмн диаметром 76 мм.

В табл. 2 приведено описание керна по скважине, пробуренной на сдвиг (геологический разрез показан на фиг. 1) . а в табл. 3 — по скважине, пробуренной на сброс.

Прогноз степени удароопасности по выходу буровой мелочи при проходке вентиляционного штрека в районе сдвига с амплитудой H = 2 м показал неопасно, а в районе сброса с Н = 5 м зафиксировал опасную зону протяженностью около 2,5 Н в обоих крыльях.

Изменение напряженного состояния около рассматриваемых нарушений, оцениваемое по выходу буровой мелочи на 5 м от обнажения через 5 м подвигания лавы в зоне влияния сброса (около 5 амплитуд 25 м), наблюдалось повышение напряженного состояния (1-II категория удароопасности) и напротив в зоне влияния сдвига произошла разгрузка пласта (IV категория удароопасности), Таким образом, с помощью предлагаемого способа опасность нарушения была определена за 33 м до подхода к нему.

Формула изо бретения

1. Способ прогноза ударо- и выбросоопасности геологических нарушений при проведении подготовительных выработок, включающий бурение опережающих скважин, отбор керна, изуче1511433 заполнитель сместителя и при отсутствии дробления и перемятости угля и пород, открытых и сопутствующих

5 трещин и заполнителя или при полном разрушении керна геологическое нарушение считают опасным на выброс угля и газа.

2. Способ по п. 1, о тлич аю шийся тем, что в опережающей скважине измеряют давление газа.

Таблица 1

Характерный признак

Неопасное

Опасное

Гладкий, закрытый, плотно сжатая трещина

Нет

Смеситель

Зона дробления

Практически нет (первые см)

Нет

Зона перемятого угля

Сопутствующие нарушения

Нет

Наличие заполнителя

Монолитные

Вмещающие породы

Таблица 2

Интервал, м

Уголь полублестящий, полосчатый с небольшими короткими линзами блестящего. Средней крепости.

В столбиках керн представлен довольно плотной массой

Уголь полублестящий, местами с прослоями матового, землистого. Сильно трещиноватый, трещины хаотично ориентированы, заполнены кальцитом или полые

Керн представлен кусочками и мелочью

Землистая перетертая масса угля с включениями полублестящего угля и кальцита

Песчаник темно-серый среднезернистый, нарушенный с трещинами, заполненными кальцитом. Керн представлен кусочками и столбиками различного размера со следами подвижек

0-19

19-25

25-27

27-30

Неопасное

Опасность нарушения ние состава керна и установление характера геологического нарушения и местоположение его сместителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения безопасности работ при проведении подготовительных выработок, в зоне сместителя нарушения определяют наличие дробления и перемятости угля и пород, открытых и сопутствующих трещин, устанавливают

Характеристика угля, пород

Неровная волнистая поверхность

Есть ширина О, 1-0,4 иногдадо 0,9м

Есть протяженность до 1,5м

Есть зона шириной до 3 амплитуд разрыва

Есть, как правило кальцит в виде примазок на стенках и в виде жил

Сильно дислоцированные

1511433

Таблица 3

i Интервал, м

Характеристика угля, пород

Уголь полублестящнй, полосчатый с прослоями и линзами блестящего, трещиноватый, средней крепости

Уголь полублестящий в конце интервала представлен угольной мелочью

Угольная мелочь различной крупности. Наблюдается прихват бурового инструмента

Песчаник темно-серый, среднезернистый, монолитный. Керн представлен столбиками до 20-25 см

0-25

25-28

28-33

33-35

Опасное

Опасность нарушения

Составитель В. Тычина

Техред А.Кравчук Корректор B. Кабаций

Редактор Ю. Середа

Заказ 5877/36 Тираж 410 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