Способ определения момента обрушения пород основной кровли впереди движущегося очистного забоя Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

tvac

(Pt/г.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения момента обрушения пород основной кровли впереди движущегося очистного забоя при механизированной выемке пологих угольных пластов.

Известен расчетный способ определения первичного и последующего шагов обрушения пород кровли по комплексу горно-геологических и горнотехнических факторов Л ,

Однако данный способ дает удовлетворительные результаты при наличии в кровле пород средней крепости, а при наличии крепких пород наблюдается не только значительное отклонение фактической величины шага обрушения кровли от расчетной, но и вообще не учитывается возможность обрушения кровли впереди очистного забоя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения момента обрушения пород основной кровли впереди движущегося очист-25 ного забоя, основанный на измерении электрических характеристик горных пород неполяризующимися электродами в скважинах, пробуренных параллельно очистному забою впереди него относительно потенциала нетронутого массива 2 . Однако при залегании в основной кровле мощного слоя крепких пород известный способ не позволяет разделить эффекты возрастания давления на Пласт за счет роста длины зависающей в выработанное пространство консоли Пород основной кровли, и за счет обрушения пород основной кровли впереЦК движущегося очистного забоя. Последнее дает значительный вклад в общий уровень напряженного состояния пласта, поскольку потеря связи между зависающей основной кровлей и осталь ным породным массивом может быть осу ществлена впереди очистного забоя да леко (на несколько десятков метров) от забоя. В обоих случаях возрастание давле ния на пласт приводит к росту уровня потенциала естественного электричес кого поля 6 пласте, и система оповещения может сработать по уровню потен циала на предельную длину зависакщей коясоли, хотя предельного зависания в выработанном пространстве в этом случае консоль еще не достигает.

Цель изобретения - повьшение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения момента обрушения пород основной кровли впереди движущегося очистного забоя, основанному на измерении электрических характеристик горных пород неполяризугощимися электродами в скважинах, пробуренных параллельно очистному забою впереди него относительно потенциала нетронутого массива, дополнительно проводят измерения электрических характеристик горных пород неполяризующимися электродами в сква-жинах, пробуренных в основной кровле, а по появлению одновременно двух противоположных скачков электрических характеристик судят о моменте обрушения пород основной кровли.

На фиг. 1 представлены экспериментально полученные кривые изменения потенциалов поля в угольном пласте (а) и в основной кровле (б) при движении очистного забоя в зависимости от времени; на фиг. 2 - npra-iep конкретного осуществления способа. При продвигании очистного забоя происходит возрастание давления как на угольный пласт, так и в основной кровле, что выражается соответствующим ростом уровней потенциалов в пласте и в кровле. Такой рост уровня потенциала наблюдается до момента обрушения основной кровли впереди очистного забоя. После ее обрушения происходит потеря связи слоев основной кровли с пород- . массивом, что приводит к резкому росту давления на пласт и такому же резкому снижению напряжений на кровле. На кривых измерения потенциалов это отражается резким скачком его уровней вверх для угольного пласта (кривая а) и вниз для основной кровЛИ (кривая б). Затем после обрушения происходит релаксация напряжений как в штасте, так и в кровле, до некоторого определенного уровня. Пример, CQ стороны конвейерного штрека лавы 7° -по пласту, имеющему мощность 3,05 и основную кровлю, сложенную крепкими мощными слоями песчаников, бурятся параллельно очистному забою скважина в угольный пласт на глубину 10 м и скважина в основную кровлю под углом 30 длиной 12 м. Обе скважины бурятся иа расстоянии 20 м от очистного забоя. У забоев

скважин устанавливаются неполяриэующиеся электроды, которые подключены к регистрирующему прибору.

Измерения потенциалов в скважинах производятся непрерывно по мере подвигання очистного забоя относительно потенциала электрода, установленного в нетронутом массиве. Результаты измерений представлены на фиг. 2. Момент обрушения основной кровли впереди очистнохо забоя фиксируется при нахождении очистного забоя от точек изгмерения на расстоянии 8 м. Этот факт отмечается на кривых изменения потенциалов в пласте (в) и основной кровле (г) характерными скачками.

Предлагаемый способ повьшзает точность определения момента обрушения

пород основной кровли впереди движущегося очистного забоя, что является чрезвычайно важным, поскольку обрушение пород впереди очистного забоя приводит к повышенному давлению на угольньй пласт, росту отжима угля из очистного забоя (как правило через 7-10 ч после обрушения), а также может привести к поломке крепи и даже к остановке технологического процесса добычи угля. Определение момента обрушения впереди очистного забоя позволяет принять своевременные меры по поддержанию сопряжений выработок U изменению технологического режима работ, обеспечить безопасное ведение добычных работ.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ОБРУШЕНИЯ ПОРОД ОСНОВНОЙ КРОВЛИ ВПЕРЕДИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ, основанньш на измерении электрических характеристик горных пород неполяризующимися электродами в скважинах, пробуренных параллельно очистному забою впереди него относительно потенциала нетронутого массива, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, дополнительно проводят измерения электрических характеристик горных пород неполяризующимися электродами в скважинах, пробуренных в основной кровле, а по появлению одновременно двух противоположных скачков электрических характеристик судят о моменте обрушения пород основной кровли. V,ffff СО о 00 ч1 ISSSE