Способ определения степени выбросоопасности горных пород

 

О Il И С А Н И E, ) 976105

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l 3 Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 02. 06. 81 (213 3297160/22-03 (5t)M. Кл.

Е 21 F 5/00

Г 21 С 39/00 с присоединением заявки М

3ЬеудерстесикыИ комитет

СССР по яелам изобретений н открытий (23) Приоритет(опубликовано 23. 11. 82 бюллетень № 43 (53) УДК 622, 832 (088.8) Дата опубликования описания 23. 11. 82

В. E. Забигайло, В. А. Гончаренко, Н. А, Пимоненко и А. С. Поляшов (723 Авторы изобретения

Институт геотехнической механики АН Украинской ССР (713 Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕ"lEHMR СТЕПЕНИ ВНБРОСООПАСНОСТИ

ГОРНИХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения выбросоопасности горных пород в лабораторных условиях.

Известен способ определения выбросоопасности моделированием внезапных выбросов, основанный на действии газового фактора, заключающийся в разрушении насыщенного газом угля путем мгновенного снижения давления газа в камере до атмосферного1.1 3Недостатком способа является то, что в нем учитывается действие только газового фактора, тогда как выбро- 5 соопасность определяется взаимодействием физико-механических свойств горных пород, газа и напряженного состояния.

Известен .способ моделирования внезапного выброса горной породы, включающий создание в торце образца, имитирующего забой горной выработки, путем высверливания постоянно движущийся забой, создание напряженно-деформированного состояния образца и установление выбросоопасности по изменению трещиноватости образ" ца Г23.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности определения параметров полости выброса.

1(роме того, известный способ позволяет лишь косвенно, например по числу образованных при бурении выпукло-вогнутых дисков на линейный интервал пробуренного образца горной породы, оценивать выбросоопасность зоны пласта.

Целью изобретения является повышение достоверности определения степени вибросоопасности горных пород.

Цель достигается тем, что образец выравненной торцовой частью сое- диняют с камерой, производят вакуО за ++ о+"

3 976105 умирование камеры с образцом, раэбуривание образца перпендикулярно выравненной торцовой поверхности и определение степени выбросоопасности пласта, при этом показатель вибросоопасности вычисляют по формуле о

+8. dо+ с1 где do - диаметр коронки бура;

d — средний диаметр следа полости на выравненной торцовой части образца„ и при I(> 3 угли относят к выбросоопасным, при К=0,2-0,3 - к угрожаемым, при 1« Л,2 - к невыбросоопасным, На чертеже представлена схема определения степени выбросоопасности горных пород.

Способ осуществляется следующим образом.

Кусок угля 1 с нанесенной герметичной оболочкой 2 торцовой выравненной 2 поверхностью соединяют через уплотнитель 3 с камерой 4, из которой не" прерывно откачивают воздух до достижения устойчивого гредельного разряжения, при котором вакуумированием создается напряженно-деформированное состояние образца. Затем приступают к разбуриванию образца породоразрушающими инструментами 5.

Вакуумная стальная камера имеет внешний диаметр 70 мм, внутренний диаметр 60 мм и высоту 150 мм.

В качестве уплотнителя использована маслостойкая резина марки

9024. Воздух из вакуумной камеры откачивается вакуумным насосом ВН 461И.

Давление разряжения, создаваемое в камере, регистрируется манометрической лампой ПМТ-4И и вакуумметром

ВИТ-2 и для всех исследованных обм разцов составляет около 4-6 10 мм рт,ст.

Дпя .исключения нарушения герметичности из-за наличия в образце угля сквозных дефектов, контактирующая с атмосферой поверхность образца покрывается герметичной оболочкой 2, например глипталевым лаком или клеем

БФ-6.

После создания напряженно-деформированного состояния в образце, пу, тем откачки воздуха иэ камеры приступают к разбуриваниа образца. 8 качестве средства бурения используется токарный станок, в патрон которого помещается породоразрушающий инструмент 5 (коронка из нержавеющей стали диаметром 5,6 мм). При появлении на выравненной торцовой части образца полости производят определение степени выбросоопасности образца по формуле р

К = о о о где и — диаметр коронки бура;

d - средний диаметр следа полости на выравненной торцовой части образца, и при К > 0,3 угли относят к выбросоопасным, при K=0,2.-0,3 - к угрожаемым, при К (0,2 - к йевыбросоопасным.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что определение степени выбросоопасности производится экспериментально в условиях напряженно-деформированного состояния образца по конкоетным величинам полости, образовавшейся при разбуривании образца.

Изобретение позволяет оценивать выбросоопасность образцов нарушенных углей неправильной формы, а перерасчет полученных экспериментальных данных на натурные условия позволяет определять выбросоопасность пластов различной степени нарушенности.

Формула изобретения

Способ определения степени выбросоопасности горных пород, включающий отбор керна горной породы, изготовление из него образца, выравниванием торцовой части, изготовление камеры для создания в ней условий нагружения образца, создание напряженного состояния образца, разбуривание торца образца, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности определения степени выбросоопасности горных пород, образец выравненной торцовой частью соединяют с камерой, производят вакуумирование камеры с образцом, оазбуривание образца перпендикулярно выравненной торцовой поверхности и опоеделение степени выбросоопасности пласта, при этом, показатель выбросоопасности вычисляют по формуле

976105

6ркууаноиу иаецу риля ю gym

Составитель Г.Васючкова

Редактор H.Джуган Техред М.Надь Корректор И. Йемчик

Заказ 8965/59 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, l!!-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 где до - диаметр коронки бура;

d - средний диаметр следа полости на выравненной торцовой части образца, и при К > 0,3 угли относят к выбросоопасным, при К=0,2-0,3 — к угрожаемым, при К < 0,2 - к невыбросоопасным. б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР " 583319, кл. Е 21 F 5/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

658293 кл E 21 С 39/00 1979 (прототип).