СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ДЕГАЗИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА УГЛЕПОРОДНЫЕ МАССИВЫ Российский патент 2015 года по МПК E21C39/00 

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

к_i=к_пл-L_max,

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

к_пл - показатель дегазирующего влияния очистного забоя на массив

отрабатываемого угольного пласта, доли ед.;

L_max - 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 к_пл) и сближенных пластов угля (показатель к_i) от местоположения величин максимальной интенсивности газовыделения из i-x сближенных пластов, то есть зависимость к_i=ƒ(L_max). Полученные графические зависимости для подрабатываемых и надрабатываемых угленосных толщ экстраполируют до пересечения оси абсцисс (оси L_max) и по расстояниям - отрезкам, отсекаемым зависимостями на оси L_max, 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.

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.

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
к_i=к_пл-cL_max,
где к_i - показатель дегазирующего влияния очистных работ на i-й сближенный пласт, доли ед.;
к_пл - показатель дегазирующего влияния очистного забоя на массив отрабатываемого угольного пласта, доли ед.;
L_max - 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.