Способ текущего контроля удароопасности горных выработок

 

СПОСОБ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Цель: повышение эффективности текущего контроля. Сущность изобретения: после очередной заходки бурят скважину, в которой определяют расстояние до максимума опорного давления через равные промежутки времени и средневзвешенную крепость угольного пласта, после чего рассчитывают напряжение на кромке забоя и в максимуме опорного давления для каждого момента времени. Строят зависимость показателя удароопасности от расстояния до максимума опорного давления, по которой определяют критическое расстояние, соответствующее критическому значению показателя удароопасности. Удароопасность участка пласта определяют по соотношению фактического и критического расстояний , при этом выработка считается удароопасной, если фактическое расстояние до максимума опорного давления меньше критического.

СОЮЗ СОВЕ:ТСКИХ сОциАЛистическИх

РЕСПУБЛИК (sl)s Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4916238/03 (22) 04.03.91 (46) 23.02.93. Бюл, М 7 (71) Кузбасский политехнический институт (72) В,В. Дырдин, П.В. Егоров, Б.Г. Тарасов, В.П. Тациенко и Н.Н, Демидов (73) Кузбасский полйтехнический институт (56) Петухов И.M. Руководство по прогнозу угольных пластов и применению мер по борьбе с горными ударами на шахтах СССР. — Л.: ВНИМИ, 1971, с. 47.

Авторское свидетельство СССР

М 1458599, кл. Е 21 F 5/00, 1987. (57) СПОСОБ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Цель: повышение эффективности текущего контроля. Сущность изобретения: после очередной заходки бурят. скважину, в

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения удароопасности краевых эон угольных массивов и целиков угля.

Цель изобретения — повышение эффективности-текущего контроля.

Построение зависимости ОУ = 1(Х1) требует значительных затрат труда и времени, так как связано с организацией и проведе.нием буровых работ и измерений на различных участках пласта, имеющих различную категорию удароопасности.

Задача упрощается, если для этой цели испольэовать процесс релаксации напряжений.в.краевой зоне массива после очередной выемки угля (заходки). С этой целью бурят скважину, в которой определяют расстояние до максимума опорного давления

„„5IJ„„1797668 АЗ которой определяют расстояние до максимума опорного давления через равные промежутки времени и средневзвешенную крепость угольного пласта, после чего рассчитывают напряжение на кромке забоя и в максимуме опорного давления для каждого момента времени. Строят зависимость показателя удароопасности от расстояния до максимума опорного давления, по которой определяют критическое расстояние, соответствующее критическому значению показателя удароопасности. Удароопасность участка пласта определяют по соотношению фактического и критического расстояний, при этом выработка считается удароопасной, если фактическое расстояние до максимума опорного давления меньше критического. сразу после окончания очередной заходки и через определенные промежутки времени, 4 а также средневзвешенную крепость пла- Щ ста. Это связано с тем, что после окончания процесса выемки угля изменяется напря- О, женное состояние массива вследствие ре- О, лаксации напряжений. Уменьшаются напряжения на кромке пласта и в максимуме опорного давления, увеличивается расстояние до максимума опорного давления, Постоянная релаксации на кромке забоя мо- (д жет составлять 1,0 — 1,5 ч, в максимуме опорного давления — 3 — 4 ч. В результате релаксации максимум напряжений отодвигается вглубь пласта. Это позволяет достаточно оперативно получить характеристики напряженного состояния пласта. Измерив средневзвешенную крепость пласта и рас1797668 их предупреждению.

МПа)м, считав показатель удароопасности, можно получить его зависимость от расстояния до максимума напряжений для данного пласта и в дальнейшем использовать ее в процессе отработки пласта. Эта зависимость будет отличаться от полученной, что связано с особенностями строения пласта, наличием в нем слабых пачек и их распределением по мощности пласта.

Экспериментально было установлено, что для условий Кузбасса Оу"Р - 1,0 МПа.

При больших значениях D> участок считается удароопасным, при меньших — неудароопасным. Для значения 0y" определяется соответствующее Х1 "Р.

В шахтных условиях при выполнении текущего прогноза удароопасности нормально к груди очистного забоя бурят скважину глубиной 6-8 м, вводят в нее два неполяризующихся электрода, между которыми по мере их.перемещения измеряется разность потенциалов (градиент потенциала) естественного стационарного электрического поля, по разности от забоя до точки, в которой градиент потенциала обращается в нуль, определяют расстояние до максимума опорного давления Х1, а затем сравнивают его с критическим Х1"Р, при котором выработку следует считать удакроопасной для данных условий и при Х < Х1 выработка считается удароопасной, а при Х1 > X>"р— неудароопасной, Формула изобретения

Способ текущего контроля удароопасности горных выработок, включающйй бурение скважин иэ забоя выработки, определение расстояния до максимума опорного давления, определение расчетом напряжений в зоне максимума опорного давления, определение показателя удароопасности и установление по нему удароопасности участка массива, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения эффективности текущего контроля, расстояние до зоны максимума опорного давления определяют через равные промежутки времени, показатель удвроопасности для каждого момента времени по формуле

Х1 где цмвкс-(1+ 1 5 l го)у H, Mfla;

° а„.„„— 3 6 Мпа, Пример исполнения.

В лаве М 73 пласта Коксового шахты

"Анжерская" в Кузбассе был проведен прогноз удароопасности очистной выработки.

5 Глубина участка Н - 800 м, у Н - 15 МПа, шаг обрушения r< 15 м, коэффициент крепости пласта f - 1,2. На расстоянии 15,5 м от конвейерного штрека пробурен шпур диаметром 43 мм, длиной 6,5 м, в котором после

10 измерений было установлено, что критическое значение Х1 Р для данного пласта составляет 1,5 м, Затем в шпур были вставлены два неполяриэующихся электрода на расстоянии 50 см друг от друга. Изме15 рения разности потенциалов в скважине между ними показали, что максимум опорного давления находится нд расстоянии 3,5 и от поверхности забоя. Поскольку X» X> ", выработка оказалась неудароопасной.

Экономическая эффективность от: внедрения предложенного изобретения вытекает из предупреждения возникновения аварийных ситуаций при проведении гор25 ных выработок; По сравнению с базовым объектом и известными устройствами в данной области предлагаемое техническое решение дает возможность заранее определить опасные интервалы и тем са30 мым провести технологические операции по где X> — расстояние от максимума опорного давления, м;

f —.средневзвешенный коэффициент крепости пласта;

Н вЂ” глубина ведения горных работ, м; у — удельный вес пород основной кровли;

r> — шаг обрушения пород основной кровли, м;

Оу — показатель удароопасности. затем строят зависимость показателя удароопасности от расстояния до максимума опорного давления. по которой определяют критическое расстояние. соответствующее критическому значению показателя удароопасности, а удароопасность участка массива — по соотношению фактического и каритического расстояний до максимума опорного давления, при этом выработка считается удароопасной. если фактическое расстояние до максимума опорного давления меньше критического.