Способ определения безопасных и опасных зон циклической выемки призабойной части газоносного угольного пласта

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных угольных пластов. Цель изобретения - повышение точности определения безопасных зон путем учета взаимосвязи газового и напряженного состояния пласта. В очистном забое при выемке угля в 1 цикле одновременно замеряют уровень акустической эмиссии (АЭ) и газовыделение (ГВ) из забоя и определяют размеры L(J) и L(X) безопасной зоны разгрузки (БЗР) по АЭ и ГВ соответственно. Затем бурят шпуры, определяют ГВ из шпуров и расчитывают размер БЗР. Определяют максимальную разность σ между L(J) и L(X) на первом цикле выемки. В последующих циклах определяют разность размеров БЗР по АЭ и ГВ. Если эта разность меньше или равна σ, то размер БЗР принимают как среднеарифметическое между размерами БЗР по АЭ и по ГВ из забоя. Если разность больше σ, то на участке бурят шпур и определяют ГВ из шпура и по нему рассчитывают размеры зоны разгрузки L. При /L - L(J)/ *98 σ/2 и /L - L(X)/ *98 Σ/2 участок пласта относят к суфляроопасной зоне. При /L - L(X)/ *98 σ/2 и /L - L(J) *98 Σ/2 участок считают зоной, неоднородной по прочностным х-кам угля и вмещающих пород. При /L - L(J)/ *98 σ/2 и /L - L(X)/ *98 σ/2 участок пласта относят к зоне геологического нарушения. При этом значения всех разностей принимают по абсолютной величине.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,15484 4 (gg)5 Е 21 Р 5/00

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСноьгк СвидетеЛьСтв

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPHTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334939/23-03 (22) 26.11.87 (46) 07,03.90. Бюл. 9 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) В.Д.Аюров (53) 622,832 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1218139, кл. Е 21 F 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1484975, 17.06,87. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ

ЗОН ЦИКЛИЧЕСКОЙ ВЫЕМКИ ПРИЗАБОЙНОЙ

ЧАСТИ ГАЗОНОСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при разработке газоносных угольных пластов.

Цель изобретения - повышение точности определения безопасных зон путем учета взаимосвязи газового и напряженного. состояния пласта. В очистном забое при выемке угля в 1 цикле одновременно замеряют уровень акустической эмиссии (A3) и газовыделение (ГВ) иэ забоя и определяют размеры 1(I) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных угольных пластов.

Цель изобретения - повышение точности определения безопасных зон путем учета взаимосвязи газового и напряженного состояния пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

2 и 1(X) безопасной зоны разгрузки (БЗР) по АЭ и ГВ соответственно. 3атем бурят шпуры, определяют ГВ из шпуров и рассчитывают размер БЗР, Определяют максимальную разность 5 между 1(I) и 1(Х) на первом цикле выемки. В последующих циклах определяют разность размеров БЗР по АЗ и

ГВ. Если эта разност ь меньше или равна б, то размер БЗР принимают как среднеарифметическое между размерами

БЗР по АЭ и по ГВ иэ забоя. Если разность больше 5, то на участке бурят шпур и определяют ГВ из шпура и по нему рассчитывают размеры зоны разгрузки 1. При l 1-1(I)() (7/2 и 11-1(Х))с С /2 участок пласта относят к суфляроопасной зоне. При l 1-1(Х)(> фр

)6/2 и t 1-1(I) (7/2 участок считают зоной, неоднородной по прочностным х-кам угля и вмещающих пород. При 1-1(I)I ) б /2 и (1-1(X) (>5/2 участок Я пласта относят к зоне геологического нарушения. При этом значения всех разностей принимают по абсолютной ве- ф личине. QO

В очистном забое производят выемку угля комбайном и в первом цикле по длине очистного забоя одновременно замеряют уровень акустической эмиссии горного массива и объем газа, выделяющегося из забоя при выемке угля. Замер уровня акустической эмиссии осуществляют с помощью геофона, а замер объема газовыделения — с помощью датчика метана, установленного

1548464 стационарно в исходящей струе забоя.

Величину объема газовыделения с j-го участка забоя в i-м цикле выемки определяют по Формуле

2(G; -ц;,;, т;, ) т;; где G" — объем газа выделившийся

IJ

1 из забоя от выемки угля в цйкле за время выемки j-го 10 участка, мз;

q . - дебит газа из забоя от выs,)-1 емки угля в i-м цикле до выемки j-ro участка забоя, мэ/мин;

Т" " продолжительность выемки !

j-го участка забоя в i-м цикле выемки, мин;

P .- коэффициент затухания газовыделения, Р =0,03 1/мин.

После снятия полосы угля по всей длине забоя вновь бурят шпуры и по начальной скорости raзовыделения в них определяют размер безопасной зоны перед следующим циклом.

По полученному на первых циклах выемки массиву данных (1 1 X

1 в 1- f э 1 (в 14, в I - 1, 1 1 в 3 1 Л 1 где Х.;, — уровень акустической эмиссии в j-м участке забоя в предыдущем цикле выемки, имп.;

1 - размер безопасной зоны

1 1,3 в j-м участке забоя перед предыдущим циклом выемки м

1 - размер безопасной зоны

11 в j-м участке забоя в текущем цикле выемки, м 40

I - объем газовыделения с

j-м участка забоя на предыдущем цикле выемки,мэ;

- величина подвигания забоя

1- 11) на j м участке В предыду 4> щем цикле выемки, м, определяют величины корреляционных отношений 2х,g " Ц х, Å э где Р хЯ величина корреляционного отношения .между размером безопасной зоны и уровнем акустической эмиссии; величина корреляционного отношения между изменением размера безопасной зоны и уровнем акустической эмиссии.

При ) Я > (д сейсмоакустический режим пласта ойределяют статическим и за висимост ь между ра змером безопасной зоны и уровнем акустической эмиссии устанавливают в виде Формулы

1" (Х) = А(Х +1) "

Ч

Э где А,а - коэффициенты, зависящие от горно-геологических условий принятой технологии выемки угля и способа управления кровлей. ðì $»(»)„ f сейсмоакустический

Режим пласта определяют дифференциальным и зависимость между размером безопасной зоны и уровнем акустической эмиссии устанавливают в виде формулы

1;„(х) =1;,; (х)+вх;, -ь,„;, где В,Ь - коэффициенты, зависящие от горно-геологических условий принятой технологии выемки угля,и способа управления кровлей.

Зависимость между размером безопасной зоны и объемом газовыделения устанавливают в виде формулы

1, (т)=1; (т)+кт,, -ь; „ где 1 „, (т) — размер безопасной зоны

1-11)

j-го участка забоя перед предыдущим циклом выемки, м;

I;, - объем газа, выделив -(1 шийся иэ j-го участка забоя на предыдущем цикле. выемки, мз

L; - подвигание j-ro участ>) ка забоя за предыдущий цикл выемки, и;

К,п — коэффициенты, зависящие от горно-геологических условий принятой технологии выемки угля и способа управления кровлей.

По установленным зависимостям определяют максимальную разницу между размером безопасной эоны, в первом цикле определенным по уровню акустической эмиссии, и размером безопасной зоны, определенным по величине газовыделения. б = Иак (1;, (Х)-1;; (т) .

На последующих циклах выемки для каждого участка забоя одновременно по уровню акустической эмиссии определяют параметр 1„ (Х) и по величине газовыделения параметр 1 (I). Haxo" дят разницу этих параметров. При

111 (Х)»1; ° (I)}6» 5 размер безопасной зоны на участке забоя определяют по формуле

1 ° °

I) 1548464

Формула изобретения

Составитель Г.Васючкова

Редактор Л.Зайцева Техред ЛаСердюкова Корректор О.Ципле

Заказ 126 . Тираж 375 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

При 1; (Х)-1, (1)() б íà j-м участке забоя бурят шпур и размер безопасной зоны 1; определяют по на1) чальной скорости газовыделения. При 5 атон при )1 -1, (Х) с- и )\"б

2 3

-1 ° (I)I > - призабойную часть горного

1) массива на j -м участке забоя определя-10 ют суФляроопасной. При 1 1; -1, (Х) о

>- и i 1" -1 (I)l (— участок считают

2 ) 1 2 неоднородным по прочностным характеристикам свойств угля и вмещающих порой. При I l " -1" (Х)! > — и ) 1

G tJ 2 3

-1," (I))) — приааоойную части горного

20 массива определяют как зону влияния геологического нарушения.

Способ определения безопасных и опасных зон циклической выемки призабойной части газоносного угольного пласта, включающий бурение по длине лавы шпуров и определение уровня акустической эмиссии, установление в каждом цикле выемки угля зависимостей между параметрами уровня акустической эмиссии и размерами зоны разгрузки, ведение в процессе выемки угля контроля за безопасной глубиной выемки, 35 установление по длине забоя размеров опасных эон, о т л и ч g ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения безопасных зон путем учета взаимосвязи газового и напряженно- 40 го состояния пласта, одновременно с определением размеров зоны разгрузки по уровню акустической эмиссии по длине лавы в каждом цикле выемки производят определение газовыделения из забоя и устанавливают по нему размеры зоны разгрузки, рассчитывают в первом цикле выемки максимальную разность между размером зоны разгрузки, определенным по уровню а кусти чес кой эмиссии, и размером указанной зоны, определенным по газовыделению иэ забоя, и при разности между этими величинами в каждом цикле выемки, меньшей или равной максимальной ее величине, размер эоны безопасной разгрузки принимают равным среднеарифметическому значению размеров зоны разгрузки, определенных по уровню акустической эмиссии и газовыделению из забоя, а при разности, больше ее максимальной величины, производят в каждом цикле выемки определение газовыделения иэ шпуров и рассчитывают по нему размеры зоны разгрузки и при 1-1(1)l) «2 и

G, G

j1-1(X)j —,где 1 — величина зоны разгрузки, определенная по параметрам газовыделения из шпуров, 1(I)— величина зоны разгрузки, определенная по газовыделению из забоя, 1(Х) величина зоны разгрузки, определенная по уровню акустической эмиссии, 5 максимальная абсолютная разность между 1(Х) и 1(I), участок пласта относят к суФляроопасной зоне, а при (1 1(Х) ) - и (1 1(I)j < -, участок

6 5 пласта считают зоной неоднородной по прочностным характеристикам угля

G и вмещающих пород и при 11-1(I)) >2

G и 1-1(Х) > — укаэанный участок пла2 ста относят к зоне геологического нарушения.