Способ определения выбросоопасных зон угольных пластов Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промьшленности и может быть использовано для прогноза выбросоопасных зон в угольных пластах впереди забо выработки и контроля эффективности мероприятий по предотвращению выбро са угля и газа. Известен способ прогноза выбросо опасных зон, включающий поинтерваль ное бурение шпура на глубину 5,5 6,5 м и измерение на каждом метрово интервале начальной скорости газовы деления и выхода бурового штыба, оценку с помощью номограммы выбросо опасности пласта впереди забоя выра ботки, и при вхождении забоя вырабо ки в опасную зону работы по проведе нию выработки прекращают и продолжа ют после применения способов предот вращения выбросов и выполнения меро приятий по безопасности рабочих ij Недостатком известного способа является невысокая надежность определения принадлежности участка пласта к опасной или неопасной по выбросам зоне вследствие неоднозначности изменения выхода штыба от напряженного состояния, как одного из основных факторов выбросоопасности. Наиболее близким к предлагаемому является способ прогноза выбросоопас ности зон угольных пластов, включаю щий поинтервальное бурение шпура, . измерение на каждом интервале начальной скорости газовыделения и кри тического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, при этом зону пласта относят к .выбросоопасной, если хотя бы в одном из интервалов шпура скорость газовыделения равна или больше критической величины, установленной для данного шахтопласта в зависимости от удельного выхода летучих веществ Недостаток указанного способа состоит в том, что к выбросоопасным могут быть отнесены и невыбросоопасные участки пласта, на которых начальная скорость газовыделения может превышать критическую вследстие разгрузки призабойной части пласта, повышения ее газопроницаемости, уси ления дегазации, т.е. изменения состояния газоносного массива в сторону снижения, а не усугубления выбросоопасности. Применение в этих случаях мероприятий для предотвращения выбросов угля и газа излишне и приводит к неоправданным простоям забоев. После.выполнения противовыбросных мероприятий начальная скорость газовыделения может превышать критическую величину как вследствие эффективного влияния этих мероприятий на устранение выбросоопасности, так и при отсутствии такого влияния, что не позволяет использовать этот способ для определения выбросоопасных зон после осуществления мероприятий по предотвращению выбросов. Цель изобретения - повышение эф- i фективности определения выбросоопасных зон и расширение области использования способа путем одновременного определения начальной скорости газовыделения и степени метаморфизма и установления по ним безопасной зоны разгрузки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения выбросоопасных зон угольных пластов, включающему поинтервальное бурение шпура, измерение на каждом интервале начальной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, в неопасной зоне пластаотбирают пробу угля и определяют по ней выход летучих веществ, в процессе бурения шпура за интервалом, на котором начальная скорость газовьщеления достигла или превысила критическую величину, отбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих веществ, находят разность между выходом летучих веществ за интервалом, на котором скорость газовыделения выше критической, и выходом летучих веществ в неопасной зоне, и к выбросоопасной относят зону пласта, начиная с интервала, на котором измеренная скорость газовыделения равна или больше критической, а разность летучих веществ превышает предельное значение, определяемое по формуле iV 1210( (,79() где V - выход летучих веществ в неопасной зоне,%, при этом критическую скорость газовыделения определяют с учетом глубины разработки пласта. Способ осуществляют следующим образом. По пробам угля, отобранным из пласта перед циклом выемки, не сопровождающимся в последствии выбросом угля и газа в забое проводимой выработки, определяют выход летучих веществ, например,, по стандартной методике ГОСТ 6382-75 и считают это значение полученным в невыбро- . соопасной зоне пласта на данной глубине разработки его от земной поверхности. Исследованиями установлено, что йеличины газоносности и начальной скорости газовьщеления, при которых происходят выбросы угля и газа, изеняются по однотипной зависимости от двух факторов: глубины разработки пластов и степени метаморфизма угля, характеризуемой выходом летучих веществ, причем начгшьная ско-рость газовьщеления прямо пропорцирнальна газоносности. Критическая ввличина начальной скорости газовыделения, пропорциональная критической газоносности при соответствующих зна чениях глубины разработки пласта и выхода летучихJ определяется по формуле 700 к + e.lO-UvO- 0,42Vr .+ 21-10 Н - 6. -1-11,2, где - критическая скорость газовыделения, л/МИН; V - выход летучих, %; Н - глубина разработки, м. Кроме того, устанавливают предельное значение разности между выходом летучих в опасных и неопасных по выбросам зонах по формуле 1210(V)- 3.)-О,О79 ( где iV - предельная величина разности между выходом летучих в опасной и неопасной по выбросам зонах, %; V - выход летучих в неопасной зоне пласта,%. Затем в направлении подвигания забо выработки поинтервально бурят шпур, принимая величину интервала не боле 0,7 м. На каждом интервале шпура ге метизируют (например, с помощью газ затвора ЗГ-1) KciMepy длиной 0,3 0,5 м и прибором (например, ПГ-2) и меряют начальную скорость газовыделения из этой камеры, сравнивая ее с критической величиной, определяемой по формуле (, Измерения производят до интервала шпура, на которсэм начальная скорость газовыделения достигает или превышает критическую величину. За этим интервалом отбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих. Вычисляют разность между значением выхода летучих в неопасной зоне и шпуре, и если разность между ними превышает предельную величину, вычисленную по формуле (2), то к выбросоопасным относят зону пласта вглубь массива, начиная с интервала, . на котором измеренная скорость газовыделения ра-зна или больше критической. При изменении глубины ведения горных работ по пласту более на 100 м измерение выхода летучих в невыбросоопасной зоне, определение величин критической скор,ости газовыделения и предельной разности выхода летучих в опасной и неопасной по выбросам зонах производят заново. Использование предлагаемого способа определения выбросоопасных зон обеспечивает следующие технические преимущества по сравнению с известными: позволяет более надежно оценивать выбросоопасность пласта и определять границу выбросоопасной зоны впереди забоя выработки; регламентирует допустимую глубину выемки угля без применения противовыбросных мероприятий и применение последних в тех случаях, когда технологическая глубина выемки больше, чем расстояние от забоя выработки . до выбросоопасной зоны.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий поинтервгшьное бурение шпура, измерение на каждом интервале начальной скорости газовыделения и критического значения скорости газовыделения, определение выхода летучих веществ и оценку выбросоопасности зон, отличающийсятем, . что, с целью повышения эффективности определения выбросоопасных зон и расширения обласГи использования способа путем одновременного определения начальной скорости газовыделения и степени метаморфизма и установления по ним безопасной зоны разгрузки, в неопасной зоне пласта отбирают пробу угля и определяют по ней выход летучих веществ, в процессе бурения шпура за интервалом, на котором начальная скорость газовыделения достигла или превысила критическую величину, отбирают пробу угля из шпура и определяют выход летучих веществ, находят разность между выходом летучих веществ за интервалом, на котором скорость газовыделения выше критической, и выходом летучих веществ в неопасной зоне, и к выбросоопасной относят зону пласта, начиная с интервала, на котором измеренная скорость газовыделения равна или больше критической, а разность летучих веществ превышает предельное значение, определяемое по формуле ду 12-10( )- З.Ю V) 0,79 где V - выход летучих веществ в неопасной зоне,%, при этом критическую скорость газовыделения определяют с учетом глубины разработки пласта.