Способ и схема для обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы



Способ и схема для обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы
Способ и схема для обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы

 


Владельцы патента RU 2594917:

ИНСТЫТУТ ТЕХНИК ИННОВАЦЫЙНЫХ ЭМАГ (PL)

Изобретение относится к способу и схеме обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы. Техническим результатом является повышение эффективности обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы шахты. Способ заключается в том, что на опережении очистной лавы периодически производится локализация районов, в которых возникает концентрация напряжений (N), с применением метода пассивной сейсмической скоростной томографии с использованием сейсмометров (8) и низкочастотных геофонов (9). Одновременно эти данные сравнивают с текущими сейсмоакустическими измерениями, локализующими места (М) частых щелчков, сопутствующих трещинообразованию горного массива на опережении выработки лавы, с измерениями содержания метана и измерениями течения воздуха в этой выработке. При этом места концентрации напряжений (N) впереди фронта очистной лавы локализуют путем выполнения активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания с учетом расположения очистного комбайна (13) в выработке лавы (В), затем производится корреляция указанных выше параметров по времени и пространственная, а после установления, что коэффициент корреляции превышает определенное критическое значение, реализуют профилактические процедуры, минимизирующие метановую опасность. В схеме согласно изобретению к аналитической схеме (5) подключена сейсмическая регистрирующая система (1), метанометрическая система (3), исполнительная схема (6), а также панель предупредительных сигналов (7). При этом к сейсмической регистрирующей системе (1) с не менее чем четырьмя сейсмометрами (8), не менее чем четырьмя низкочастотными геофонами (9) и не менее чем двумя датчиками напряжений (10) подключена сейсмоакустическая регистрирующая система (2) с не менее чем четырьмя геофонами (11), а также схема контроля расположения и работы очистного комбайна (4) с датчиком местоположения очистного комбайна (12). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предметом изобретения является способ и схема для обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы шахты либо в районе нескольких очистных лав, где осуществляется добыча каменного угля в условиях метановой опасности и опасности горных ударов.

Известны решения, касающиеся способов, устройств и электронных схем для измерения содержания метана в шахтной атмосфере, а также системы мониторинга, в том числе предназначенные для предупреждения о возрастании концентрации метана в шахтной атмосфере выше порогов тревоги и для автоматического отключения электрических устройств в опасном районе после превышения критических величин, с целью минимизации опасности возникновения взрыва метана и пожара. Их сущностью является взятие пробы воздуха из опасного района, а затем измерение содержания метана, а также передача результата этого измерения в шахтную метанометрическую систему. Передача результата измерения может быть осуществлена посредством местного концентратора, который реализует функцию отключения электроэнергии в контролируемом районе и предотвращения таким образом искрообразования, способного вызвать взрыв метана.

Подобные решения, касающиеся проблемы метановой опасности, известны из публикации Василевски С. (2012): Системы контроля и мониторинга газовой опасности в польских угольных шахтах, Безопасность труда и защита среды в горнодобывающей промышленности, №12 [Wasilewski S. (2012): Systemy kontroli i monitorowania zagrożeń gazowych w polskich kopalniach węgla kamiennego, Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 12], a также из патентных описаний US 5268683 (A), RU 2268365 (С1), PL 390972 (А1), CN 101441803 (A), UA 61611 (A), PL 386488 (А1), PL 151847 (В1).

Известна по патентному описанию СА 2263216 (А1) схема для непрерывного измерения и обнаружения метана в шахтной атмосфере в процессе отбойки угольного массива рабочим органом проходческого комбайна. Основными измерительными элементами схемы являются два метановых датчика, расположенных на противоположных сторонах поворотного редуктора рабочего органа комбайна на расстоянии 30 дюймов от органа. Дополнительно измерительная схема оборудована датчиком расхода воздуха, датчиком кислорода и датчиком окиси углерода, которые соединены проводами с микропроцессорным контроллером, предназначенным для отсчета, обнаружения, мониторинга и/или анализа информации об измеряемой шахтной атмосфере. Информация затем представляется на мониторе оператора комбайна или в диспетчерской на поверхности шахты. После превышения допускаемого содержания метана в шахтной атмосфере отключается питание комбайна и включается отдельная вентиляция со свежим воздухом, который снижает концентрацию метана в опасном районе. Когда содержание метана снижается ниже акцептуемого уровня, включается электропитание комбайна. Преимуществом изобретения является измерение метана непосредственно вблизи рабочего органа комбайна.

Известны также из публикации “Методы оценки состояния опасности горных ударов для горных выработок в угольных шахтах” (2010 г.), Сборник под редакцией Юзефа Кабеша, изд. Главного института горного дела, г. Катовице, с. 165-320 [„Metody oceny stanu zagrożenia tąpaniami wyrobisk górniczych w kopalniach węgla kamiennego" (2010 г.), Praca zbiorowa pod redakcją Józefa Kabiesza, wyd. Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach s. 165-320], а также из патентных описаний US 2014034388 (А1), US 2014123748 (А1), PL 152339 (В1), PL 202149 (В1) способы и геофизические схемы, предназначенные для измерения и оценки сейсмической опасности, в том числе состояния опасности горных ударов в угольных шахтах, сущностью которых является измерение сигналов, свидетельствующих о напряженно-деформационном состоянии горного массива, превышение которого может вызвать горный удар либо возможность его возникновения в выработке или в окружающем ее пространстве в результате возникших неблагоприятных горно-геологических условий.

Известны также более комплексные способы и измерительные устройства, учитывающие, с целью оценки метановой опасности, идентификацию и корреляцию большего количества физических явлений. В частности, известны из патентного описания PL 388788 (А1) способ и устройство для автоматического обнаружения выбросов метана и скальных пород, где используется корреляцию большего количества физических явлений. В данном изобретении осуществляется совместная идентификация роста концентрации метана, рост давления шахтной атмосферы, а также акустические явления. На основе корреляции изменений этих трех параметров констатируется факт возникновения выброса метана и породы, а информация об этом факте передается на центральный пульт на поверхности шахты. Являющееся предметом изобретения устройство состоит из измерительной камеры, микропроцессорной измерительной схемы, блока питания и дисплея, которые подключены к контрольно-передающей схеме, которая соединена линией телефонной связи с центральным пультом на поверхности шахты, причем измерительная камера оснащена датчиком концентрации метана, датчиком барометрического давления и микрофоном.

Известно также, из горной практики, наличие причинно-следственной корреляции геофизических явлений и выбросов метана в эксплуатируемых выработках, но пока эти процессы еще не полностью изучены и технически используемые с целью минимизации метановой опасности. В известных до настоящего времени решениях из технической литературы (Тренчек С., Войтас П., Научные труды Института горного дела Вроцлавского политехнического института, Исследования и материалы №32/2006 - с. 337 [Trenczek. S, Wojtas. P, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej Nr 117, Studia i Materiały Nr 32/2006 - str. 337]), реализованных в исследовательских проектах, сосредоточивались на обнаружении совместных опасностей, связанных с экстренным обнаружением метановыделения непосредственно после возникновения мощных горных толчков. Сущность этих известных решений заключается в соединении сейсмоакустических и сейсмических систем, применяемых в районе лав с метанометрической системой. Информация о возникновении мощного толчка вблизи конкретной лавы передается немедленно, с задержкой не превышающей 10 с, в метанометрическую систему, которая в районе этой лавы отключает электрические устройства.

Известные до настоящего времени способы и схемы, предназначенные для обнаружения и минимизации метановой опасности, учитывающие корреляцию физических явлений, в том числе способы и схемы, идентифицирующие имеющуюся в районах очистных лав корреляцию сейсмических явлений и выбросов метана, не обеспечивают надлежащей эффективности, особенно в аспекте точной локализации опасных зон, что необходимо для принятия быстрых и эффективных профилактических мер, минимизирующих эти опасности. По существующему состоянию техники учитывается причинно-следственная последовательность, связанная с выбросами метана сразу после возникновения сейсмических явлений, что вытекает из текущего замера содержания метана и течения воздуха, только после возникновения динамических сейсмических или сейсмоакустических явлений, регистрируемых шахтными сейсмическими системами, работающими с сейсмометрами и низкочастотными геофонами, а также сейсмоакустическими системами, работающими с высокочастотными геофонами.

В свою очередь, известные способы и схемы, предназначенные для непосредственного автономного измерения содержания метана в шахтной атмосфере, а также способ, опубликованный в заявочном описании изобретения PL 388788 (А1), учитывающий для оценки метановой опасности большее число коррелированных друг с другом физических явлений, как измерение содержания метана с давлением воздуха и акустическим сигналом, не обеспечивают достаточной эффективности, так как предназначены для отключения электроэнергии после возникновения мощных толчков, в том числе после возникновения горного удара. Известные до настоящего времени решения не позволяют прогнозировать метановыделение до возникновения горного удара, например, вследствие роста напряжений в горном массиве, предшествующего критическому событию.

Целью изобретения является способ и схема, увеличивающие эффективность обнаружения и минимизацию метановой опасности в районе очистной лавы шахты, разрабатывающей залежи в условиях метановой опасности, а также в условиях опасности горных ударов, путем учета всех коррелированных сейсмических явлений, оказывающих влияние на метановую опасность, то есть явлений, идентифицируемых как в динамических, так и в статических категориях, связанных с нарастанием напряженного состояния в горном массиве, что позволит прогнозировать возникновение этого явления в мониторируемом районе, с целью упреждающего применения соответствующей профилактики.

Способ обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы согласно изобретению заключается в том, что на опережении очистной лавы периодически производится, по методу пассивной сейсмической скоростной томографии с применением сейсмометров и низкочастотных геофонов, локализация участков, где возникает концентрация напряжений. Одновременно эти данные сравнивают с текущими сейсмоакустическими измерениями, определяющими места накопления щелчков, сопутствующих трещинообразованию горного массива впереди фронта очистной лавы, с измерениями содержания метана и течения воздуха в этой выработке. При этом места концентрации напряжений впереди фронта очистной лавы локализуют путем выполнения активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания с учетом расположения очистного комбайна в выработке очистной лавы. Затем определяется корреляция указанных выше параметров пространственная и по времени, а после установления, что коэффициент корреляции превышает определенное критическое значение, реализуют профилактические процедуры, минимизирующие метановую опасность.

В свою очередь, места изменения концентрации напряжений определяются с помощью сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, реализуемой с использованием анализа сигналов, регистрируемых сейсмической регистрирующей системой из низкочастотных геофонов, расположенных в подготовительных штреках. Эти сигналы коррелируются непосредственно с местоположением очистного комбайна в очистной лаве путем измерения, в режиме реального времени, энергии колебаний, генерируемых его очистным органом в цикле выемки, определяемой низкочастотными геофонами в прилегающих к лаве выработках. Затем, после завершения каждого цикла выемки, сравнивают эти результаты с данными, зарегистрированными в предыдущем цикле и идентифицируют места с увеличенной концентрацией напряжений. При этом, чтобы обеспечить возможность калибровки изолиний изменения напряжений, сигналы от датчиков напряжений передаются в сейсмическую регистрирующую систему.

Кроме того, одновременно производится точечное измерение течения воздуха на входе и на выходе из выработки лавы вместе с мобильным измерением течения воздуха непосредственно в месте актуального расположения очистного комбайна. В процессе корреляции относительных изменений зарегистрированных зависимостей, особенно приростов параметров, связанных с измерением концентрации метана, напряжений, течения воздух, сейсмоакустической активности, анализируется амплитуда изменений коэффициента корреляции и скорость этих изменений.

Затем на основе результатов, полученных после проведения пассивной сейсмической скоростной томографии, на основе результатов сейсмоакустического наблюдения, а также на основе локализации мест концентрации напряжений при помощи активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, с учетом коррелированных с этими параметрами местных изменений концентрации метана, определяют места в выработке лавы, где реализуют процедуры, минимизирующие метановую опасность, лучше всего путем профилактического дренажного бурения. В свою очередь, после установления временной корреляции анализируемых параметров, в том числе особенно превышения критических пороговых относительных приростов напряжений и содержания метана, снижают пороги предупредительной сигнализации и/или автоматического отключения электрических устройств в районе контролируемой очистной лавы.

В схеме для измерения концентрации метана вдоль выработки лавы к аналитической схеме подключена сейсмическая регистрирующая система, метанометрическая система, исполнительная схема и панель предупредительных сигналов. При этом к сейсмической регистрирующей схеме с не менее чем четырьмя сейсмометрами, не менее чем четырьмя низкочастотными геофонами и не менее чем двумя датчиками напряжений подключена сейсмоакустическая регистрирующая схема с не менее чем четырьмя геофонами, а также схема контроля расположения и работы очистного комбайна с датчиком местоположения очистного комбайна. В свою очередь, к метанометрической системе подключены метанометры лавы, мобильный комбайновый метанометр, а также два установленных на входе и выходе выработки лавы стационарных датчика скорости воздуха и мобильный комбайновый датчик скорости воздуха. Соединения между аналитической схемой, сейсмической регистрирующей схемой, метанометрической схемой, исполнительной схемой, панелью предупредительных сигналов, а также между сейсмической регистрирующей схемой, сейсмоакустической регистрирующей схемой и схемой контроля расположения и работы очистного комбайна выполнены кабелем типа Ethernet.

Предмет изобретения, пример исполнения, представлен на чертежах, где на Fig. 1 показана блок-схема измерительной схемы; на Fig. 2 показан график имеющихся напряжений в зоне непосредственно перед фронтом очистной лавы в течение последнего цикла выемки; на Fig. 3 показан график измерения концентрации метана в выработке лавы во время цикла выемки; на Fig. 4 показан график изменений функции корреляции анализируемых параметров по времени.

Пример I

Способ обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы согласно изобретению заключается в том, что на опережении очистной лавы периодически производится, по методу пассивной сейсмической скоростной томографии с применением четырех сейсмометров 8 и четырех низкочастотных геофонов 9, локализация участков N, где возникает концентрация напряжений. Одновременно эти данные сравнивают с текущими сейсмоакустическими измерениями, определяющими места накопления щелчков М, сопутствующих трещинообразованию горного массива впереди фронта очистной лавы В, с измерениями содержания метана и течения воздуха в этой выработке. При этом места концентрации напряжений N впереди фронта очистной лавы локализуют дополнительно путем выполнения активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, с учетом расположения очистного комбайна 13 в выработке очистной лавы В, а затем производится сравнение значений указанных выше величин. После установления их причинно-следственной корреляции, пространственной и по времени, а также после установления, что коэффициент корреляции превышает определенное критическое значение, реализуют профилактические процедуры, минимизирующие метановую опасность путем выполнения дренажного бурения в идентифицированных участках очистной лавы и/или дополнительного проветривания. В способе, являющемся предметом изобретения, аналитическая схема 5 осуществляет корреляцию информации, получаемой из сейсмической регистрирующей системы 1 и из сейсмоакустической регистрирующей системы 2, а также из метанометрической схемы 3, выявляя потенциальные опасные состояния, которые сигнализирует в виде сигналов на панели предупредительных сигналов 7. Предупредительные сигналы генерируются в случае обнаружения временно-пространственного совпадения возникновения роста концентрации напряжений, содержания метана и активности явлений в виде концентрации локализованных сейсмических и сейсмоакустических явлений, сопутствующих трещинообразованию в горном массиве. После обнаружения превышения пороговых относительных приростов напряжений и содержания метана снижают пороги предупредительной сигнализации и/или автоматического отключения электрических устройств в районе контролируемой очистной лавы. В текущем порядке осуществляется мониторинг относительных изменений зарегистрированных приростов параметров, связанных с измерением содержания метана, концентрации напряжений N, течения воздуха и сейсмоакустической активности. Изменения анализируют в пространственно-временной корреляции, с учетом амплитуды изменений коэффициента корреляции ΔK и скорости этих изменений ΔK/Δt.

В случае обнаружения временного увеличения коэффициента корреляции анализируемых параметров и скорости его роста с превышением установленных критических значений информация из аналитической схемы 5 передается в метанометрическую систему 3 с целью немедленного автоматического отключения электрических устройств в районе мониторируемой очистной лавы, согласно ранее конфигурированной управляющей матрице отключений исполнительной схемы 6. При этом места концентрации напряжений N определяются с помощью активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания путем анализа сигналов регистрируемых сейсмической регистрирующей системой 1 от низкочастотных геофонов 9, на основе коррелирования их непосредственно с расположением очистного комбайна 13 в очистной лаве и посредством измерения в режиме реального времени энергии колебаний, генерируемых рабочим органом очистного комбайна 13 в каждом цикле выемки X, определяемой низкочастотными геофонами 9 в прилегающих к лаве штреках А.

После завершения каждого цикла выемки Xi сравнивают эти результаты с данными, зарегистрированными в предыдущем цикле выемки Xi-1, и идентифицируют места с повышенной концентрацией напряжений, причем для того, чтобы обеспечить возможность калибровки изолинии изменений напряжений, в прилегающих к лаве штреках А устанавливают датчики напряжений 10, сигнал из которых передается в сейсмическую регистрирующую систему 1. Метанометрическая система 3 оборудована лавными метанометрами 14, расположенными вдоль очистной лавы, мобильным комбайновым метанометром 15, стационарными датчиками скорости воздуха 16 и мобильным комбайновым датчиком скорости воздуха 17, который производит измерение скорости воздуха вдоль выработки очистной лавы В в месте актуального расположения комбайна 13 в этой выработке. Сейсмическая регистрирующая система 1, оборудованная сейсмометрами 8 и низкочастотными геофонами 9, а также сейсмоакустическая регистрирующая система 2, оборудованная геофонами 11, локализуют сейсмические явления в пределах всей шахты и очень точно впереди фронта контролируемой очистной лавы. В свою очередь, на основе результатов, полученных из пассивной сейсмической скоростной томографии, из сейсмоакустических данных, а также на основе выявленных, с помощью активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, мест концентрации напряжений N, с учетом коррелированных с этими параметрами местных изменений концентрации метана, определяют места в угольном массиве С мониторируемой очистной лавы, в которых реализуют процедуры, минимизирующие метановую опасность, лучше всего путем профилактического дренажного бурения.

Пример II

Схема, являющаяся предметом изобретения, содержит взаимодействующие и коррелированные друг с другом по времени: сейсмическую регистрирующую систему 1, сейсмоакустическую регистрирующую систему 2, метанометрическую систему 3, а также схему контроля расположения и работы очистного комбайна 4 в очистной лаве. В схеме, являющейся предметом изобретения (Fig. 1), к аналитической схеме 5 подключена сейсмическая регистрирующая система 1, метанометрическая система 3, исполнительная схема 6, а также панель предупредительных сигналов 7. При этом соединения приведенных выше систем и схем на поверхности шахты D выполнены кабелем типа Ethernet. Расположенная на поверхности шахты D сейсмическая регистрирующая система 1, к которой подключены четыре сейсмометра 8, четыре низкочастотных геофона 9 и два датчика напряжений 10, соединена с сейсмоакустической регистрирующей системой 2 и схемой контроля расположения и работы очистного комбайна 4. В свою очередь к сейсмоакустической регистрирующей системе 2 подключены четыре геофона 11. К схеме контроля расположения и работы очистного комбайна подключен датчик местоположения очистного комбайна 12, расположенный на очистном комбайне 13. К метанометрической системе 3 подключены лавные метанометры 14, которые расположены вдоль выработки очистной лавы, лучше всего через каждые 15 м, мобильный комбайновый метанометр 15, установленный на очистном комбайне 13 вблизи рабочего органа, а также два расположенных на входе и выходе выработки очистной лавы В стационарных датчика скорости воздуха 16 и мобильный комбайновый датчик скорости воздуха 17, установленный на очистном комбайне 13. К исполнительной схеме 6, входящей в состав метанометрической системы 3, подключены исполнительные элементы 18, отключающие отдельные устройства с электрическим приводом, установленные в подземной части шахты Е в районе мониторируемой очистной лавы.

Список обозначений:

1 - сейсмическая регистрирующая система,

2 - сейсмоакустическая регистрирующая система,

3 - метанометрическая система,

4 - схема контроля расположения и работы очистного комбайна,

5 - микропроцессорная аналитическая схема,

6 - исполнительная схема,

7 - панель предупредительных сигналов,

8 - сейсмометр,

9 - низкочастотный геофон,

10 - датчик напряжений,

11 - геофон,

12 - датчик местоположения очистного комбайна,

13 - очистной комбайн,

14 - лавный метанометр,

15 - мобильный комбайновый метанометр,

16 - стационарный датчик скорости воздуха,

17 - мобильный комбайновый датчик скорости воздуха,

18 - исполнительный отключающий элемент,

А - штреки прилегающие к лаве,

В - выработка очистной лавы,

С - угольный массив,

D - поверхностная часть шахты,

Е - подземная часть шахты,

N - места концентрации напряжений (в угольном массиве, определяемые с применением пассивной сейсмической скоростной и/или амплитудной томографии, а также сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания),

М - места частых щелчков (в угольном массиве, сопутствующих трещинообразованию горного массива, определяемые сейсмоакустической системой),

X - цикл выемки,

Xi - i-й цикл выемки.

1. Способ обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы, заключающийся в измерении и анализе содержания метана, а также параметров, определяющих степень опасности горных ударов в очистной лаве, в котором после превышения критических значений измеряемых величин включается сигнализация тревоги и автоматически отключается подача электроэнергии в опасном районе, отличающийся тем, что на опережении очистной лавы периодически производится локализация участков, где возникает концентрация напряжений (N) с применением метода пассивной сейсмической скоростной томографии с использованием сейсмометров (8) и низкочастотных геофонов (9), одновременно эти данные сравнивают с текущими сейсмоакустическими измерениями, локализующими места частых щелчков (M), сопутствующих трещинообразованию горного массива на опережении выработки очистной лавы, с измерениями содержания метана и измерениями скорости воздуха в этой выработке, причем места концентрации напряжений (N) впереди фронта очистной лавы локализуют дополнительно путем выполнения активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания с учетом расположения очистного комбайна (13) в выработке очистной лавы (B), а затем осуществляется корреляция по времени и пространственная указанных параметров, а после обнаружения, что коэффициент корреляции превышает установленное критическое значение, реализуют профилактические процедуры, минимизирующие метановую опасность.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что места концентрации напряжений (N) определяются с помощью сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, путем анализа сигналов, регистрируемых сейсмической регистрирующей системой (1) из низкочастотных геофонов (9), коррелируются непосредственно с расположением очистного комбайна (13) в очистной лаве путем измерения в режиме реального времени энергии колебаний генерируемых его рабочим органом в цикле выемки (X), определяемой низкочастотными геофонами (9) в прилегающих к лаве штреках (A), после чего после завершения каждого выемочного цикла (Xi) сравнивают эти результаты с данными, зарегистрированными в предыдущем цикле выемки (Xi-1), и идентифицируют места с увеличенной концентрацией напряжений (N), причем с целью обеспечения возможности калибровки изолинии изменений напряжений сигналы из датчиков напряжений (10) передаются в сейсмическую регистрирующую систему (1).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременно производится точечное измерение течения воздуха на входе и выходе выработки очистной лавы (B) вместе с мобильным измерением течения воздуха непосредственно в месте актуального местоположения очистного комбайна (13) в этой выработке.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе корреляции относительных изменений зарегистрированных зависимостей, особенно приростов параметров, связанных с измерением концентрации метана, напряжений, течения воздуха, сейсмоакустической активности, анализируется амплитуда изменений (ΔK) коэффициента корреляции (K) изменений этих параметров по времени и пространственной, а также скорость этих изменений (ΔK/Δt).

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на основе результатов, полученных из проведенной пассивной сейсмической скоростной томографии, на основе результатов сейсмоакустического наблюдения, а также на основе выявленных мест концентрации напряжений (N), с помощью активной сейсмической амплитудной томографии ослабления-затухания, с учетом коррелированных с этими параметрами местных изменений концентрации метана, определяют места в выработке очистной лавы (B), в которых реализуют процедуры, минимизирующие метановую опасность, лучше всего путем профилактического дренажного бурения.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после установления временной корреляции анализируемых параметров, особенно после превышения критических пороговых относительных приростов напряжений и содержания метана, снижают пороги предупредительной сигнализации и/или автоматического отключения электрических устройств в районе контролируемой очистной лавы.

7. Схема для обнаружения и минимизации метановой опасности в районе очистной лавы, содержащая метанометрическую систему, оборудованную метанометрами, расположенными в выработке лавы, а также на угольном комбайне, схему, сигнализирующую опасность, а также схему, отключающую устройства, питаемые электроэнергией в мониторируемом районе, отличающаяся тем, что к аналитической схеме (5) подключена сейсмическая регистрирующая система (1), метанометрическая система (3), исполнительная схема (6), а также панель предупредительных сигналов (7), причем к сейсмической регистрирующей схеме (1) с не менее чем четырьмя сейсмометрами (8), не менее чем четырьмя низкочастотными геофонами (9) и не менее чем двумя датчиками напряжений (10) подключена сейсмоакустическая регистрирующая система (2) с не менее чем четырьмя геофонами (11), а также схема контроля расположения и работы очистного комбайна (4) с датчиком местоположения очистного комбайна (12).

8. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что к метанометрической системе (3) подключены лавные метанометры (14), мобильный комбайновый метанометр (15), а также два расположенных на входе и выходе выработки лавы (B) стационарных датчика скорости воздуха (16) и мобильный комбайновый датчик скорости воздуха (17).

9. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что соединения между аналитической схемой (5), сейсмической регистрирующей системой (1), метанометрической системой (3), исполнительной схемой (6), а также между сейсмической регистрирующей системой (1), сейсмоакустической регистрирующей системой (2), схемой контроля расположения и работы очистного комбайна (4) выполнены кабелем типа Ethernet.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа обнаружения микроконцентраций горючих и токсичных газов. Способ включает в себя пропускание инфракрасного излучения на рабочей и опорной длинах волн через контролируемый объем.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Предложен способ вибрационной сейсморазведки, основанный на возбуждении и регистрации вибрационных сейсмических колебаний и включающий в себя коррекцию возбуждаемых сигналов путем уменьшения относительной интенсивности компонент спектра для колебаний, не представляющих разведочного интереса.

Способ автоматического обнаружения морских животных, выполняемый с помощью устройства обнаружения: этап получения измерений (1) акустических сигналов, собранных с помощью, по меньшей мере, одного акустического датчика в подводной среде; по меньшей мере, одну из первой ветви (3) для обнаружения частотно-модулированных звуков и второй ветви (4) для обнаружения импульсных звуков; причем каждая ветвь содержит этап обнаружения звуков с помощью: реализации параллельно нескольких каналов обнаружения, каждый из которых имеет различное фиксированное значение, по меньшей мере, для одной степени свободы; выбора канала обнаружения, имеющего максимальное отношение сигнал/шум; и сравнения отношений сигнал/шум выбранного канала обнаружения с установленным порогом; этап (32, 42, 5) принятия решения о сигнале тревоги, указывающем на присутствие, по меньшей мере, одного морского животного, в зависимости от выходного сигнала первой ветви и/или выходного сигнала второй ветви.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для измерения предвестников землетрясений. Сущность: система содержит множество первичных датчиков-фотометров (1) контроля оптической плотности атмосферы, функционирующих в режиме отслеживания превышения сигнала установленного порогового уровня.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, преимущественно к скважинным геофизическим приборам. Скважинный источник плазменно-импульсного воздействия содержит корпус, в котором расположен блок управления, накопитель энергии и плазменный излучатель, устройство подачи металлического проводника, смонтированное на отдельном основании и содержащее средство протягивания металлического проводника, средство передачи движения и бобину с навитым на нее металлическим проводником.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки опасности возникновения высокоэнергетических толчков. Согласно предложенному способу производятся измерения колебаний (EpomI) на поверхности трехмерными датчиками колебаний (4) и измерения параметров толчков (EpomII) под землей шахтной сейсмической системой локализации толчков (12), а также измерения перемещений (Upom) на поверхности трехмерными датчиками перемещений точек поверхности (9) с периодической корректировкой тахеометрическим измерительным комплектом (B).

Изобретение относится к области геоакустики и может быть использовано для неразрушающего контроля качества и процесса формирования ледопородных ограждений. Сущность: по глубине замораживающих скважин (4, 5) размещают акустические преобразователи (6, 7) для приема импульсов акустической эмиссии, возникающих в массиве.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе добычи углеводородов. В изобретении раскрывается способ анализа подземной породы.
Изобретение относится к области освоения месторождений углеводородов и может быть использовано для подготовки потенциального осваиваемого месторождения к разведочному и эксплуатационному бурению.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для выявления приближающегося землетрясения. Сущность: в пределах локального участка литосферы сейсмоактивной зоны проводят мониторинговые наблюдения за низкочастотными микросейсмическими колебаниями, регистрируемыми сейсмическими станциями.

Использование: для определения компонентного состава пород хемогенных отложений. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют геофизические исследования акустическим, гамма-плотностным, нейтронным и гамма-спектральным методами по стволу скважины в разрезе хемогенных отложений с шагом дискретизации по глубине 0.1 м и на каждой точке глубины путем алгоритмического решения системы уравнений при четырех измеренных геофизических параметрах и известных физических свойствах скелетной части пород определяют количественное содержание преобладающих 5-ти компонент породы, включающей галит, ангидрит, сильвинит, кальцит и глины.

Изобретение относится к системе и способу определения местоположения в подземных горных разработках. Система содержит блок управления, соединенный с машиной, по меньшей мере, два удаленных друг от друга, связанных с блоком управления приемных модуля и идентификационный модуль, предназначенный для ношения шахтером.

Изобретение относится к средствам безопасности при ведении подземных горных работ, а именно к устройствам мобильной малогабаритной многоканальной системы аэрогазового контроля атмосферы шахт.

Изобретение относится к способу и инженерной системе выемки руды из длинного очистного забоя, имеющей устройство для определения местоположения людей и/или передвижных машин в шахтовых полостях с использованием RFID-технологии с множеством базовых станций 20, которые распределены вдоль шахтовой полости, подлежащей мониторингу, и имеют передатчик и предпочтительно приемник; с по меньшей мере одним RFID-транспондером, связанным с человеком или машиной, местоположение которого необходимо установить, содержащим идентификационные данные и который может быть активирован с использованием базовой станции и может быть считан бесконтактным способом с использованием базовой станции.

Изобретение относится к устройству и способу наблюдения для подземной выработки. Техническим результатом является обеспечение компактности и низкой степени загрязнения.

Изобретение относится к автоматизированной системе аэрогазового контроля в очистном забое шахты. Техническим результатом является минимизация опасности взрыва путем надежного выявления манипуляции с газовыми датчиками и предупреждения самовозгорания угля в забое.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для регистрации и сохранения основных параметров взрыва метанопылевоздушной смеси при распространении или затухании взрывов по горным выработкам.
Наверх