Способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы


 


Владельцы патента RU 2569352:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов. Предложен способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий установление предельных расстояний дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы, в котором инструментально устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля и зависимость его изменения в подрабатываемом и надрабатываемом углепородных массивах в зоне влияния очистных работ. При этом предельные расстояния дегазирующего влияния очистных работ на сближенные пласты угля определяют по расстояниям - отрезкам, отсекаемым найденными зависимостями на оси геометрического местоположения величин максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя. А показатель естественной дегазации сближенного пласта находят по зависимости линейного вида, включающей показатели дегазирующего влияния очистных работ на разрабатываемый и сближенные пласты угля, местоположение максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя и коэффициент, учитывающий количественное снижение дегазирующего влияния очистных работ на удаленные от отрабатываемого пласта сближенные пласты угля. Внедрение предложенного способа позволит получать достоверные величины зон влияния очистных работ на степень дегазации сближенных подрабатываемых и надрабатываемых пластов угля и предельные величины подработки и надработки углевмещающих толщ на участках ведения очистных работ, что в свою очередь будет способствовать более точному прогнозу газообильности лавы и определению параметров дегазации сближенных пластов угля на участках с высокими скоростями подвигания очистных забоев.

 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов.

Известен способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий горно-геологические параметры выемочного участка и сближенных пластов угля в кровле и почве отрабатываемого пласта и управление кровлей полным обрушением ее пород (Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование / А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев и др. - М: ИПКОН РАН, 2006. - 312 с.).

Недостатком этого способа является то, что определяют зоны разгрузки сближенных пластов угля и интенсивность газовыделения из них в выработки выемочного участка, не устанавливая предельные расстояния дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы.

Известен способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий горногеологические параметры выемочного участка и сближенных пластов угля в кровле и почве отрабатываемого пласта, управление кровлей полным обрушением ее пород и установление предельных расстояний разгрузочного влияния очистных работ на породы кровли и почвы (Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: ЗАО «НТЦ исследований проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с).

Недостатком этого способа является то, что зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы определяют расчетами, используя другой нормативный документ (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт).

Наиболее близким способом определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы является способ, включающий горно-геологические параметры очистного забоя и сближенных пластов угля в кровле и почве отрабатываемого пласта, управление кровлей полным обрушением ее пород и установление предельных расстояний разгрузочного влияния очистных работ на породы кровли и почвы (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. - Макеевка-Донбасс, 1989. - 319 с, прототип).

Недостатки этого способа состоят, прежде всего, в том, что его положения по определению зон дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы выемочных участков были установлены при низких (до 4-5 м/сут) скоростях подвигания лав, что со временем приводит к весьма большим предельным величинам разгрузочного влияния очистных работ, завышенным прогнозным объемам газовыделения из сближенных угольных пластов на участке.

Целью изобретения является повышение точности определения показателя дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы при высоких скоростях подвигания очистных забоев за счет установления уровня естественной дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля и зависимости его изменения от расстояния до сближенных пластов с учетом местоположения зон максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающем установление предельных расстояний дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы, инструментально устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля и зависимость его изменения в подрабатываемом и надрабатываемом углепородных массивах в зоне влияния очистных работ, при этом предельные расстояния дегазирующего влияния очистных работ на сближенные пласты угля определяют по расстояниям - отрезкам, отсекаемым найденными зависимостями на оси геометрического местоположения величин максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя, а показатель естественной дегазации сближенного пласта находят по зависимости линейного вида, включающей показатели дегазирующего влияния очистных работ на разрабатываемый и сближенные пласты угля, местоположение максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя и коэффициент, учитывающий количественное снижение дегазирующего влияния очистных работ на удаленные от отрабатываемого пласта сближенные пласты угля.

Способ осуществляют следующим образом.

На подготовленном к выемке участке угольного пласта, залегающего в свите пластов угля, с принятыми технологическими параметрами выемочного участка и геологическими условиями расположения сближенных пластов относительно отрабатываемого устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля и степень его изменения в подрабатываемом и надрабатываемом углепородных массивах в зоне влияния очистных работ. Затем определяют экспериментально эффективность дегазации отрабатываемого и каждого из сближенных пластов угля. При этом используют стандартные методы и средства измерения интенсивности газовыделения и степень дегазации угольных пластов. По полученным данным устанавливают геометрическое местоположение измеренных величин максимального газовыделения из разгружаемых от горного давления сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя.

Фактические измерения интенсивности газовыделения из дегазационных скважин и динамику ее изменения во времени используют для определения степени дегазации сближенных пластов угля. При этом показатель дегазации сближенного пласта с учетом линейности процесса разгрузки углепородного массива в зоне влияния очистной выработки находят по зависимости

кiпл-Lmax,

где кi - показатель дегазирующего влияния очистных работ на i-й сближенный пласт, доли ед.;

кпл - показатель дегазирующего влияния очистного забоя на массив

отрабатываемого угольного пласта, доли ед.;

Lmax - местоположение максимального газовыделения из i-го сближенного пласта угля относительно линии очистного забоя, м;

c - коэффициент, учитывающий количественное снижение дегазирующего влияния очистных работ на удаленные от отрабатываемого пласта сближенные пласты угля, м-1.

По экспериментально полученным данным строят для подрабатываемой и надрабатываемой толщ углепородного массива графические зависимости степени дегазации отрабатываемого пласта (показатель кпл) и сближенных пластов угля (показатель кi) от местоположения величин максимальной интенсивности газовыделения из i-x сближенных пластов, то есть зависимость кi=ƒ(Lmax). Полученные графические зависимости для подрабатываемых и надрабатываемых угленосных толщ экстраполируют до пересечения оси абсцисс (оси Lmax) и по расстояниям - отрезкам, отсекаемым зависимостями на оси Lmax, устанавливают соответствующие зоны дегазирующего влияния очистных работ на подрабатываемую и надрабатываемую толщи углепородного массива, то есть находят предельные расстояния эффективного дегазирующего влияния очистных работ на сближенные пласты угля в кровле и почве отрабатываемого пласта на выемочном участке при наперед заданной высокой (до 20-25 м/сут) скорости подвигания очистного забоя.

Внедрение способа позволит получать достоверные величины зон влияния очистных работ на степень дегазации сближенных подрабатываемых и надрабатываемых пластов угля и предельные величины подработки и надработки углевмещающих толщ на участках ведения очистных работ, что в свою очередь будет способствовать более точному прогнозу газообильности лавы и определению параметров дегазации сближенных пластов угля на участках с высокими скоростями подвигания очистных забоев.

Способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий установление предельных расстояний дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы, отличающийся тем, что устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля и зависимость его изменения в подрабатываемом и надрабатываемом углепородных массивах в зоне влияния очистных работ, при этом предельные расстояния дегазирующего влияния очистных работ на сближенные пласты угля определяют по расстояниям - отрезкам, отсекаемым найденными зависимостями на оси геометрического местоположения величин максимального газовыделения из сближенных пластов угля относительно линии очистного забоя, а показатель дегазации сближенного пласта находят по зависимости вида
кiпл-cLmax,
где кi - показатель дегазирующего влияния очистных работ на i-й сближенный пласт, доли ед.;
кпл - показатель дегазирующего влияния очистного забоя на массив отрабатываемого угольного пласта, доли ед.;
Lmax - местоположение максимального газовыделения из i-го сближенного пласта угля относительно линии очистного забоя, м;
с - коэффициент, учитывающий количественное снижение дегазирующего влияния очистных работ на удаленные от отрабатываемого пласта сближенные пласты угля, м-1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок, закрепленных анкерной крепью.

Изобретение относится к технике горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для изучения физико-механических свойств горных пород, и может быть использовано в геологии, горной, газовой и нефтяной промышленности для расчета предельной величины давления гидроразрыва пласта.

Предложенная группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к технике создания скважинных инклинометрических систем, и может быть использована в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения напряжений в массиве горных пород. Техническим результатом изобретения является определение факта превышения значением максимального главного напряжения критического уровня, равного или превышающего 0,9 от предела прочности при сжатии σсж, что свидетельствует о переходе породы в стадию предразрушения.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения направления максимального напряжения в конструктивных элементах систем разработки относительно пробуренных в них контрольных скважин.

Изобретение относится с горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Предложен способ определения газоносности массива угля в зоне его разрушения, включающий сменный режим работы очистного забоя по добыче угля, отработку пласта продольными полосами, измерение интенсивности газовыделения из отрабатываемого пласта в добычную смену и установление показателя нарастания интенсивности газовыделения в призабойное пространство лавы при разрушении угля.

Изобретение относится к способу и устройству для повышения добычи на месторождении, содержащем породу, которая включает в себя по меньшей мере один раскрываемый путем размельчения породы минерал ценного материала и по меньшей мере один другой минерал, причем минерал ценного материала имеет более высокую плотность, чем по меньшей мере один другой минерал.

Изобретение относится к способу и устройству для определения локальной величины зерна минерала для минерала ценного материала в породе месторождения или залежи, причем порода включает в себя по меньшей мере один другой минерал, и при этом минерал ценного материала имеет более высокую плотность, чем по меньшей мере один другой минерал.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области инженерных изысканий, и может быть использовано для определения напряженно-деформированного состояния пород, а именно определения стадии развития деформационных процессов в массиве материала (в горном массиве, грунтов под инженерным сооружением и т.п.).

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости. В ее верхней части размещены приемный бункер, затем колосниковый виброгрохот, секторный затвор, перфорированная качающаяся дека, воздухораспределительный контур и два приемных бункера. Технический результат - повышение достоверности определения фракционного и вещественного состава защитной подушки. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в повышении эффективности и обеспечении безопасности ведения горных работ при освоении месторождений твердых полезных ископаемых путем оценки структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород, прогноза развития деформационных процессов. Внутрискважинный способ определения зон повреждения горных пород включает бурение скважин и шпуров в подземных горных выработках диаметром ⌀40÷100 мм и более, длиной 5÷10 м и более. На стенки скважин наносят слой извести, водоэмульсионной краски или гипса. Используя оборудование фотовидеофиксации, получают негативное отображение скважины, по которому определяют структурную нарушенность исследуемого массива, распространение зон повреждения пород, и регистрируют процессы сдвижения и деформирования массива горных пород. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов. Валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой. Технический результат: расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию механических свойств горных пород. Технический результат заключается в упрощении процесса проведения измерения энергоемкости за счет возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана. Устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород включает станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон и нагрузочный гидроцилиндр. При этом перфорированный стакан установлен относительно станины через упорный и радиальный подшипники, а через шлицевое соединение связан с рукоятью для вращения стакана. 1 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для оценки напряженного состояния горных пород в породном массиве и различных сооружений, например плотин. Технический результат - контроль с одного места пространственного распределения напряжений, снижение трудоемкости эксплуатации устройства и упрощение его конструкции. Способ включает установку в породном массиве через скважину устройства для реализации способа. Определение в заданной плоскости значений напряжений по трем направлениям, ориентированным под углом 120° относительно друг друга, по которым находят распределение напряжений в заданной плоскости и оценивают напряженное состояние горных пород. В породном массиве через скважину создают шаровую полость, которую заполняют раствором, отвердевающим и расширяющимся при отвердении. Устройство для реализации способа устанавливают в центре шаровой полости. Распределение напряжений определяют еще в двух плоскостях, которые вместе с первой образуют три ортогональные плоскости, проходящие через центр шаровой полости. Затем представляют распределения напряжений на ортогональных плоскостях в виде эллипсов, по которым, как по трем проекциям на ортогональные плоскости, строят эллипсоид. После этого напряженное состояние горных пород оценивают по ориентациям и численным значениям полуосей эллипсоида. Устройство включает измерительную систему с датчиками силы и регистратор. Измерительная система выполнена в виде шара с радиальными отверстиями, расположенными в ортогональных плоскостях, проходящих через центр шара. Радиальные отверстия расположены под углом 120° относительно друг друга в каждой из указанных плоскостей. В эти отверстия вставлены стержни. Датчики силы установлены между стержнями и дном этих отверстий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх