Способ определения газодинамических явлений в массиве горных пород

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено27. 10.77 (21) 2540445/22-03 с присоединением заявки Ж (23)ПриоритетОпубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18 06 ° 80

Веудерстееииый комитет ио делен изебуетеиий и открытий (72) Автор изобретения

В. Н. Пузырев

Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Министерства угопьной промышленности СССР (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано дня прогноза опасных газодинамических явлений преимущественно в угольных ппжтах.

Известен способ прогноза выбросоопас5 ных, угрожаемых и неопасных зон при проведении вйработок по углю, основанный на замерах начальной скорости газовыделения из контрольных шнуров на постоянной глу.10 бине 3-3,5 м от забоя, коэффициента крепости угля в шнурах на глубине 2 м и изменен >f3 мсхцности пласта по ходу движения выработки (1)

Однако начальную скорость газовыделения замеряют всегда на одной и той же глубине от забоя, независимо от глубины разработки, мощносги пласта, прочности угля, сечения выработки, скорости подвигания и других природных и технологических факторов, что может привести к ошибке при прогнозе выбросоопасности.

Прогнозировать другие, сходные с внезапными выбросами, опасные гаэодинамиче2 ские явления, горные удары и суфлярные газовыдепения данный способ не позволяет

Известен также способ прогноза зон опасных явлений, включающий бурение шнуров, замер начальной скорости газовыделения и выхода бурового штыба по длине шнура н определение выбросоопасности забоя по максимальным значениям начальной скорости газовыделения и выхода бурового штыба (2),.

Однако этот способ не позволяет производить оплетку опасности других газодинамических и, динамических явлений, таких как внезапных выдавливаний, обрушений (высыпаний) угля о повышенным гаэовыделением, суфпяров и горных ударов.

11ель изобретения - повышение безопаснности ведения горных работ путем повышения точности определения типа опасного явления.

Это достигаетСя тем, что дополнитель но измеряют изменения во времени выхода бурового штыба при вращении буро060 уГля, имеют высокие и выраженные максимумы, то уточняют к какому типу газодинамических и динамических явлений обследуемая зона пласта склонна. Для этого измеряют начальное газовыделение

1> по длине шнура C . Когда же кривая начального газовыделения не имеет высокого и выраженного максимума, то опасность внезапных выбросов угла и газа исключена, хотя другие опасные явления не исключены. Для выяснений последнего измеряют выход бурового штыба Я во времени из интервала шпура, на котором был ранее замерен максимум выхода штыба.

Если после прекращения подачи бурового инструмента вперед выход штыба резко падает, судят, что зона пласта склонна к горным ударам. При пологой кривой выхода штыба во времени зона склонна к высыпаниям, а при наклонном падении кривой — к выдавливаниям угля. Если наряду с высоким выходом бурового штыба по длине шнура обнаружено высокое начальное газовыделение по длине шпура с ярко выраженншм максимумом, обспедуемую зону пласта относят к опасной по внезапным выбросам угля и газа.

Преимущество изобретения состоит в том, что применение данного способа определения газодинамических явлений позволяет выделять в пластах зоны опасные по внезапным выбросам угля и газа, внезапным выдавливаниям (высыпаниям) угля с повышенным газовыделением, горным ударам и суфлярным гаэовыделениям, а crråдовательно, выбирать эффективный способ предотвращения опасного явления, что, в конечном счете, обеспечивает повышение безопасности горных работ в угольных шахтах.

3 740 вого инструмента без его подачи и скорости газов ыделения.

На фиг. 1 показаны особенности изменения начальной скорости газовыделення по длине шпура в зависимости от типа явлений; на фиг. 2 — изменение скорости выхода штыба при бурении по длине шнура; на фиг. 3 — изменение скорости газовыделения во времени; на фиг. 4 - изменение выхода штыба из шнура во времени при вращении бурового инструмента без его подачи, На фиг. 1 — 4 кривые соответствуют:

1 — неопасно, 2 — суфляры, 3 - горные удары, 4 — выдавливания, 5 — выс ып ания, 15

6 — в.незапные выбросы.

Способ осуществляют следующим образом.

В забое горной выработки по угольному пласту бурят контрольные шнуры диаметром 42 мм и длиной до 6,5 м (на ширину области возмущения угольного массива выработкой). Шпуры бурят интервалами в 1 м по угольным пачкам различной степени тектонической нарушенности. При этом учитывают, что к горным ударам предрасположен прочный уголь, а к внезапным выбросам угля и газа и остальным газодинамическим явлениям - слабый уголь.

Суфлярным газовыделениям могут быть

Зо подвержены пачки угля с высокой видимой трещиноватостью. Вначале замеряют выход бурового штыба .р по длине контрольных шпунтов, пробуренных в пачках наиболее слабого и наиболее прочного угля. Если

35 выход штыба S мал и кривая выхода штыба не имеет выраженного максимума, то опасность выброса угля и горных ударов исключена. Проверяют склонность зоны пласта к суфлярам по характеру газовыде40 пения из шнуров. Если начальное гаэовыделение 1Н по длине шпура мало и кривая начального газовьщеления не имеет выраженного максимума, обследование заканчивается и делается вывод об отсутствии суфляров.

При высоком начальном газовыделении

j> по длине шпура 0, дополнительно измеряют изменения газовыделения 1g по времени т, из интервала шпура с высоким начальным газовыделением. При стабиль50 ном газовыдепении делают вывод об опасности эоны пласта по суфлярам, а при наклонном падении кривой газовыделения во времени - о повышенной газообильности.

55 зоны пластав

Если кривые выхода бурового штыба по длине шнура (, пробуренных в пачках наиболее слабого и наиболее прочного формула изобретения

Способ определения газодинамических явлений в маосиве горных пород, включающий бурение шнуров в массиве горных пород, измерение выхода бурового штыба и начальной скорости газовыделения по длине шпуров и определение газодинамических явлений по соотношению измеренных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения горных работ путем повышения точности определения типа опасного явления, дополнительно измеряют изменения во времени выхода бурового штиба при вращении бурового инструмента без его подачи и скорости газовыделения.

74096 0 л/ЯИИ

ii инна е, Фиг. /

t ион

$)

$

)мин и

t,мин

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по йрогнозу выбрьсоопасности угольных шахтопластов и отдельных зон на шахтах Донбасса. М., ИГД им. А. А. Скочинского, 1970, с. 8. сн, Фи.г.2, n

ЦНИИПИ Заказ 3302/3

2. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности пластов и контролю эффектианости мер борьбы с внезапными выбросами угля и газа при проведении подготовительных выработок. ВостНИИ, Кемерово, 1973, с. 15 (прототип).

Фи.г. Ф

Тираж 626 Подписное