Способ оценки выбросоопасности угольных пластов

 

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель изобретения - повышение надежности и снижение трудоемкости оценки выбросоопасности угольных пластов. Бурят геологоразведочные скважины, определяют глубины залегания, физико-химические характеристики угольного пласта, устанавливают глубину появления внезапных выбросов, измеряют кажущееся электрическое сопротивление (ЭС) и радиоактивность (Р) пород в интервале 20-30 м от угольного пласта. Через 0,2- 0,4 м разреза скважин в зависимости от Изменчивости свойств пород, определяют коэффициенты корреляции (КК) между кажущимся ЭС и Р пород кровли, почвы и среднее значение КК для литотипов по исследуемому району, устанавливают отношение К К кажущегося ЭС и Р к среднему значению КК для литотипов по исследуемому району и при отношении КК кажущегося .ЭС и. Р к среднему значению КК меньше единицы участок угольного пласта относят к Выбросоопасному.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 Г 5/00

ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766450/03 (22) 07,09,89 (46) 23,04.93. Бюл. N 15 (71) Институт горного дела им, А,А. Скочинского (72) В.А.Кнуренко, Л.М.Кнуренко и Б.Г,Суровцев (56) Забигайло B.Å., Гончаренко В,А. Применение результатов геофизических наблюдений в геологоразведочных скважинах

Донбасса для регионального прогноза выбросоопасности, Доклады АН УССР, N. 4 серия Б, 1976, с. 35.

Авторское свидетельство СССР

М 1046542, кл. E 21 F 5/00, 1982, (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности и м,б. использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа. Цель изобретения— повышение надежности и снижение трудоИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Цель изобретения — снижение трудоемкости процесса прогноза внезапных выбросов угля и газа путем выявления зон с аномальным изменением физических свойств массива горных пород, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение геологоразведочных скважин, определение глубины залегания угольного пласта, определение физико-химических характеристик угольного пласта, установление глубины появления внезапных выбросов, измерение

„... Ж„„1810574 А1

2 емкости оценки выбросоопасности угольных пластов. Бурят геологоразведочные скважины, определяют глубины залегания, физико-химические характеристики угольного пласта, устанавливают глубину появления внезапных выбросов, измеряют кажуЩееся электрическое сопротивление (ЭС) и радиоактивность (P) пород в интервале 20-30 м от угольного пласта. Через 0,20,4 м разреза скважин в зависимости от изменчивости свойств пород, определяют коэффициенты корреляции (КК) между кажущимся ЭС и Р пород кровли, почвы и среднее значение КК для литотипов по исследуемому району, устанавливают отношение КК кажущегося ЭС и Р к среднему значению КК для литотипов по исследуемому району и при отношении КК кажущегося .ЭС и P к среднему значению КК меньше единицы участок угольного пласта относят к выбросоопасному. кажущегося электрического сопротивления и радиоактивности пород производят в интервале 20-30 м от угольного пласта, причем измерения производятдискретно через 0,20,4 м разреза скважин в зависимости от изменчивости свойств пород. Затем по результатам измерения определяют коэффициенты взаимной корреляции между кажущимся электрическим сопротивлением и радиоактивностью пород кровли — leap, почвы — гл и средний для литотипов Ilo участку г, Для оценки выбросоопасности участка угольного пласта определяют отношения

1810574 пластопересечение считывается выбросоопасным.

Физической основой способа является установленная закономерная взаимосвязь между физическими свойствами пород нетронутого массива, которая проявляется в том, что породам низкой радиоактивности (песчаникам) соответствуют более высокие электрические сопротивления по сравнеwe с породами высокой радиоактивности (аргиллиты), при этом взаимосвязь между кривыми КС и ГК характеризуется высокими коэффициентом корреляции, Отсутствие взаимосвязи между кривыми КС и ГК указывает на аномальное изменение физических свойств массива пород под действием тектонических сил.

Приуроченность внезапных выбросов угля и газа к зонам угольных пластов с аномальным изменением свойств вмещающих пород установлена экспериментально, используется при прогнозе потенциально выбросоопасных зон угольного пласта и объясняется следующим образом, Под действием тектонических движений в массиве пород происходит образование дизъюнктивных и пликативных нарушений, что приводит к изменению и неравномерному распределению напряжений в массиве, При изменении напряженного состояния такие свойства массива пород как пористость, электрическая проводимость существенно изменяются, а естественная радиоактивность пород остается без изменения. Поэтому вмещающие угольный пласт породы, для которых низкой радиоактивности не соответствует высокое электрическое сопротивление, являются породами с аномальным изменением физических свойств, происшедших под действием тектонических сил. В угольных пластах реализация тектонических движений выражается в изменении таких физических свойств угля, как пористость, прочность. газоемкость, газопроницаемость и т.п,.

Способ осуществляется следующим образом, Бурят скважину, определяют глубину залегания угольного пласта, определяют физико-химические характеристики угольного пласта, устанавливают критическую глубину появления внезапных выбросов угля и газа, записывают кривые КС и ГК вдоль разреза скважины. Для вмещающих пород угольного пласта, залегающего на выбросоопасной глубине, определяют взаимосвязь между кривыми КС и ГК. Отсутствие взаимосвязи между кривыми КС и ГК для кривых кровли и почвы указывает на аномальные изменения электрического сопротивления этого участка массива пород и тектоническую препарацию угольного пласта и его потенциальную выбросоопасность.

В качестве примера рассмотрим выделение выбросоопасной зоны на угольном пласте "Характерный" для поля шахты "Ноградская" в Прокопьевско-Киселевском районе Кузбасса.

Критическая глубина появления внезапных выбросов угля и газа для шахты "Ноградская" составляет 150 м, поэтому взаимосвязь между кривыми КС и ГК определяем для пластов, залегающих ниже этой глубины, 15 Анализ коэффициентов корреляции между кривыми КС и ГК позволил выделить зону на пласте по скважине N 4410, характеризующуюся низким коэффициентом корреляции в кровле и почве угольного пласта, 20 При ведении горных работ в этой зоне произошел внезапный выброс, Формула изобретения

Способ оценки выбросоопасности угольных пластов, включающей бурение геологоразведочных скважин, определение глубины залегания и физико-химических характеристик угольного пласта, установление глубины появления внезапных выбросов, измерение кажущегося электриЗ0 ческого сопротивления и радиоактивности вмещающих пород и определение критерием по оценке выбросоопасности угольных пластов. отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения

З5 трудоемкости оценки выбросоопасности угольных пластов, кажущееся электрическое сопротивление и радиоактивность пород кровли И почвы, измеряют в интервале .20-30м через каждые 0,2-0,4 м разреза сква40 жин и определяют коэффициенты взаимной корреляции между кажущимся электрическим сопротивлением и радиоактивностью пород кровли и почвы и среднее значение коэффициентов корреляции по исследуемо45 му району и при одновременном выполне-! гк ! гл нии условия < 1, —.-! — < 1, где г р и гл — коэффициенты взаимной корреляции между кажущимся электрическим сопро50 тивлением и радиоактивностью пород кровли и почвы соответственно; r — среднее значение коэффициента корреляции для литотипов по исследуемому району, участок угольного пласта относят к выбросоо55 пасному, при отношении коэффициента корреляции кажущегося электрического сопротивления и радиоактивности к среднему значению коэффициента корреляции меньше единицы.