Способ прогноза выбросоопасности очистных забоев

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для прогноза выбросоопасных зон при ведении или планировании горных работ по выемке выбросоопасных пластов угля. Способ заключается в сборе сведений, касающихся глубины ведения горных работ h, длины очистного забоя Дл, величины вынимаемой заходки l, угла падения α и его мощности m, скорости подвигания очистного забоя ν, средневзвешенного коэффициента крепости угля f, напряжений в нетронутом массиве σo и на линии забоя σз, первичного ξпер и вторичного ξo шагов обрушения кровли, предела прочности пород на одноосное сжатие , реологического параметра а, приведенного времени t, коэффициента концентрации напряжений K и расстояния от забоя до максимума давления Хср. Указанные данные подставляют в математическую формулу, если какие-либо из указанных сведений получают расчетным путем. По величине показателя выбросоопасности судят о выбросоопасности очистного забоя. Технический результат заключается в повышении эффективности прогноза за счет выбора технических параметров более точно характеризующих условия развязывания внезапного выброса угля и газа. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано с целью прогноза выбросоопасных зон при ведении или проектировании очистных работ на выбросоопасных пластах.

Известен способ определения выбросоопасности горных пород по авторскому свидетельству №1585535 (кл. E21F 5/00, заявлено 17.12.1987 г., опубликовано в 1990 г. Б. №30). Известный способ включает отбор проб, определение объемной плотности, открытой пористости, естественной влажности, степени заполнения влагой пор горной породы, глубины залегания и оценку выбросоопасности путем сравнения полученных параметров с их критическими значениями. По мнению заявителя, данный способ позволяет повысить надежность определения выбросоопасности горных пород. Основным недостатком известного способа прогноза выбросоопасности является недостаточная точность прогноза в нарушенных зонах пласта, когда выход штыба и распределение влажности не соответствует существующему распределению напряжений в очистном забое пласта.

В качестве прототипа принят способ прогноза выбросоопасности очистных работ, изложенный в книге В.Н.Вылегжанин, П.В.Егоров и В.И.Мурашов «Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов» (Новосибирск, «Наука», Сибирское отделение. 1990, с.243-253).

Известный способ заключается в том, что предварительно измеряют величину вынимаемой заходки, мощность вынимаемого пласта, глубину ведения горных работ от поверхности, дегазируемую часть зоны предельного состояния пласта, интенсивность нарастания напряжений в области предельного состояния, величину отжима в очистной выработке, сцепление, угол внутреннего трения, средневзвешенный коэффициент крепости, трещинную пористость и т.д. Для оценки выбросоопасности пласта используют разность равнодействующих активных и пассивных сил Fa и Fп, определяемую по математической формуле.

К недостаткам известного способа следует отнести:

- сложность определения Fa и Fп пластов угля, что отрицательно отражается на результатах оценки выбросоопасности очистных забоев;

- предложенный способ применяют, в основном, для оценки выбросоопасности действующих выемочных столбов, что значительно сокращает объемы его использования.

Техническим результатом применения предлагаемого способа прогноза выбросоопасности очистных забоев является повышение эффективности прогноза за счет выбора технических параметров, более точно характеризующих условия развязывания внезапного выброса угля и газа.

Предложен способ прогноза выбросоопасности очистных забоев, включающий определение глубины ведения горных работ от поверхности h, длины лавы по падению пласта Дл, величины вынимаемой заходки l, угла падения пласта α и его мощности m, скорости подвигания очистного забоя ν, средневзвешенного коэффициента крепости угля f пласта, напряжений в нетронутом массиве σo и на линии забоя σз, а также показателя выбросоопасности очистного забоя Rз.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно определяют первичный и вторичный шаги обрушения кровли ξпер и ξo, предел прочности пород на одноосное сжатие , реологический параметр а, проведенное время t, коэффициент концентрации напряжений К, расстояние от забоя до максимума опорного давления Хср, а показатель выбросоопасности очистного забоя определяют по формуле

где Хср - расстояние от забоя до максимума опорного давления, м;

σo - напряжение в нетронутом массиве

σз - напряжение на линии забоя измеряют или определяют по формуле

К - коэффициент концентрации напряжений определяют по данным аналогичных участков или по формуле;

l - величина вынимаемой заходки, м;

и при Rз≥0 зону очистного забоя относят к неопасной, а при Rз≤0 к опасной по внезапным выбросам угля и газа.

Следующим отличием является то, что расстояние от забоя до максимума опорного давления Хср определяют по данным аналогичных участков или по формуле

где ξo - вторичный шаг обрушения определяют по формуле

a - реологический параметр определяют по формуле

,

t - определенное время определяют по формуле

- предел прочности пород на одноосное сжатие определяют по данным аналогичного участка или по формуле

Отличием является также то, что коэффициент концентрации напряжений К определяют по данным аналогичных участков или по формуле

где ξпер - первичный шаг обрушения, определяемый по формуле

Предлагаемый способ прогноза выбросоопасности очистных забоев может использоваться как для действующих выемочных участков, когда все необходимые параметры очистного забоя принимают путем их замера или расчетным путем для проектируемых очистных забоев, когда параметры и технические характеристики принимают на основе проектных решений или по аналогии с действующими или отработанными выемочными участками.

Способ прогноза выбросоопасности очистных забоев поясняется приведенной на чертеже схемой развязывания внезапного выброса угля и газа в очистном забое.

Способ включает определение известных параметров, таких как глубина ведения горных работ h, длина лавы по падению пласта Дл, величина вынимаемой заходки l, угла падения пласта α и его мощность m, скорость подвигания очистного забоя ν, средневзвешенный коэффициент крепости угля f, напряжения в нетронутом массиве σo и на линии забоя σз. Указанные технические характеристики определяют или замеряют в действующих очистных забоях или в аналогичных участках. Аналогичными способами или по формулам дополнительно определяют первичный и вторичный шаги обрушения кровли ξпер и ξo, предел прочности пород на одноосное сжатие , реологический параметр а, приведенное время t, расстояние от забоя до максимума опорного давления Хср, коэффициент концентрации напряжений К. Полученные данные подставляем в математическую формулу, приведенную в независимом пункте формулы изобретения,

и по величине Rз судят о выбросоопасности очистного забоя, т.е. если Rз≥0 - то очистной забой относят к неопасным по внезапным выбросам угля и газа, если Rз≤0 - к опасным. Ниже приведен пример прогноза выбросоопасности очистного забоя.

На основании параметров действующих очистных забоев, выемочных участков, отрабатываемых в аналогичных условиях или технических характеристик, заложенных в проектных решениях, составлены следующие данные:

h=365 м - глубина ведения горных работ от поверхности;

Дл=175 м - длина лавы по падению пласта;

l=0,8 м - величина вынимаемой заходки;

α=8° - угол падения пласта;

m=2,7 м - мощность пласта угля;

ν=15 - скорость подвигания очистного забоя;

f=0,8 - средневзвешенный коэффициент крепости угля;

F=7 - коэффициент крепости пород основной кровли;

σo=91,3 МПа - напряжение в нетронутом массиве;

ξo=10,9 м - вторичный шаг обрушения кровли;

ξпер - 56,9 м - первичный шаг обрушения кровли;

=700 МПа - предел прочности пород на одноосное сжатие;

σз=21,2 МПа - напряжение на линии забоя;

a=0,13 - реологический параметр;

t=1,26 ч - приведенное время;

К=2,36 - коэффициент концентрации напряжений;

Хср=1,47 м - расстояние от забоя до максимума опорного давления;

т.е. Rз<0 - очистной забой относят к опасному по внезапным выбросам угля и газа.

Если для прогноза выбросоопасности очистных забоев используются какие-либо данные, определяемые по формулам (Хср, ξo, ξпер, a, t и др.), то применяют зависимые пункты формулы изобретения (пп.1 и 2), в которых указаны математические формулы для определения тех параметров, которые по разным причинам не могут быть определены путем выполнения измерений.

Существенным преимуществом предложенного способа прогноза выбросоопасности очистных забоев является его высокая точность и возможность прогноза как на стадии выемки, так и на стадии проектирования выемочных участков.

1. Способ прогноза выбросоопасности очистных забоев, включающий определение глубины ведения горных работ от поверхности h, длины лавы по падению пласта Дл, величины вынимаемой заходки l, угла падения пласта α и его мощности m, скорости подвигания очистного забоя ν, средневзвешенного коэффициента крепости угля пласта f, напряжений в нетронутом массиве σo и на линии забоя σз, а также показателя выбросоопасности очистного забоя, отличающийся тем, что дополнительно определяют первичный и вторичный шаги обрушения ξпер. и ξo, предел прочности пород на одноосное сжатие , реологический параметр а, приведенное время t, коэффициент концентрации напряжений K, и расстояние от забоя до максимума давления Хср, а показатель выбросоопасности определяют по формуле где Хср - расстояние от забоя до максимума опорного давления, определяют по данным аналогичных участков или по формуле; σо - напряжение в нетронутом массиве, МПа; σз - напряжение на линии забоя измеряют или определяют по формуле , МПа; K - коэффициент концентрации напряжений; l - величина вынимаемой заходки, м; и при значении показателя выбросоопасности Rз≥0 зону очистного забоя относят к неопасной, а при Rз<0 - к опасной по внезапным выбросам угля и газа.

2. Способ прогноза выбросоопасности по п.1, отличающийся тем, что расстояние от забоя до максимума опорного давления Хср определяют по формуле м; где ξo - вторичный шаг обрушения, определяют по формуле м; a - реологический параметр определяют по формуле t - приведенное время определяют по формуле - предел прочности пород на одноосное сжатие определяют по формуле

3. Способ прогноза выбросоопасности по п.1, отличающийся тем, что коэффициент концентрации напряжений K определяют по формуле , где ξпер - первичный шаг обрушения, определяют по формуле



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для прогноза выбросоопасных зон при проходке или проектировании подготовительных выработок. .
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для предотвращения самовозгорания угля в шахтах. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах. .

Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим безопасную подземную добычу твердых углеводородов шахтным способом. .
Изобретение относится к горному делу и может быть применено в газовой, нефтяной и угледобывающей промышленности. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных участков подземных горных выработок угольных шахт при подземных пожарах. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с пожарами, возникающими от самовозгорания угля. .

Изобретение относится к угольной промышленности и предназначено для контроля и предотвращения взрыва пылеметановоздушной смеси в комплексно-механизированном забое.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах. .

Изобретение относится к способу образования тумана при подземной разработке
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при борьбе с пожарами в шахтах
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено в борьбе с эндогенными пожарами

Изобретение относится к устройству для подавления пыли и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при аварийном фонтанировании скважин и пожарах или подземных вулканических выбросах

Изобретение относится к устройству для подавления пыли и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при аварийном фонтанировании скважин и пожарах или подземных вулканических выбросах

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам пылеподавления при транспортировке угольной массы посредством ленточных конвейеров

Изобретение относится к противовзрывным заграждениям для подземных горных работ
Изобретение относится к пылеподавлению и может быть использовано в горной, металлургической, химической и других отраслях промышленности. Смачиватель для подавления угольной пыли содержит алкилбензосульфокислоту, гидроксид натрия, неонол, этиловый спирт, карбамид, хлорид кальция, бишофит, отдушку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилбензосульфокислота - 11,3-14,3; гидроксид натрия - 6,0-9,05; неонол - 14,0-17,9; этиловый спирт - 1,25-1,75; карбамид - 1,3-1,7; хлорид кальция - 1,25-1,75; бишофит - 1,25-1,75; отдушка - 0,2-0,5; вода - 50-53,5. Технический результат заключается в повышении эффективности пылеподавления.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано, например, для изоляции горных выработок при разработке месторождений высоковязкой нефти и природных битумов термошахтным способом. Техническим результатом является повышение надежности изоляции горной выработки путем герметизации трещин окружающих пород независимо от их расположения и времени происхождения. Способ изоляции горной выработки предусматривает предварительное определение глубины зоны деформации пород, окружающих изолируемую горную выработку. Затем перед установкой перемычек создают в месте изоляции совокупность шпуров длиной не менее глубины зоны деформации пород. Шпуры располагают в виде веера с образованием не менее трех вееров поперек изолируемой горной выработки. Закачивают в шпуры крайних вееров рабочий агент до потери его приемистости. Затем устанавливают воздухонепроницаемые перемычки в интервале шпуров крайних вееров и закачивают в межперемычное пространство газовую среду, поддерживая давление газовой среды в межперемычном пространстве равным или выше давления в изолируемой горной выработке в течение всего периода изоляции выработки. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 4 ил.
Изобретение относится к области защиты окружающей среды в железорудной, угольной, строительной, энергетической отраслях промышленности, а также при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог, может быть использовано для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей полиминерального состава в хвостохранилищах, золоотвалах, на отвалах горных пород, а также на радиоактивно загрязненных территориях и обочинах автомобильных дорог. Обеспыливающий состав для обработки пылящих поверхностей содержит полиэлектролит и воду, отличается тем, что он содержит водные растворы полиакрилата щелочного металла и сополимера акриламида с производными акриловой кислоты, при этом использованы сополимеры акриламида с диметиламиноэтилакрилатом, диметиламиноэтилметакрилатом или диметиламинопропилакриламидом, концентрация раствора полиакрилата щелочного металла составляет 0,1-1,0% (мас.), концентрация раствора сополимера акриламида с производными акриловой кислоты составляет 0,05-0,5% (мас.). Технический результат - состав обеспечивает хорошую эрозионную устойчивость обработанной поверхности.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для прогноза выбросоопасных зон при ведении или планировании горных работ по выемке выбросоопасных пластов угля

Наверх