Способ определения выбросоопасности угольных пластов Советский патент 1988 года по МПК E21F5/00 

со

00 4

00 ;0

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при установлении выбросоопасности угольных raia CTOB.

Цель изобретения - повышение надежности определения выбросоопасност пластов.

Способ осуществляется следующим образом.

Отбирают пробы угля и герметизируют их одним из известных способов: упаковывают пробы в полиэтиленовые пакеты либо парафинируют для сохранения природной влажности образцов. По каждому из образцов определяют его плотность и выход летучих веществ. Затем образец неправильной формы извлекают из герметичной упаковки и помещают между излучающим и приемным ультразвуковыми датчиками, соединенными с прибором УК-10П. Генерируемые излучателем ультразвуковые волны поступают на приемник, усили- ваются и подаются на экран осциллог рафа, на котором по первому вступлению определяют время .прохонодения про дольной составляющей упругих волн, а по второму - поперечной. Измерив расстояние между датчиками (базу), определяют скорость продольной и поперечной упругих волн. Измерения производят вдоль напластований в 3-5 точках образца, а затем опреде тяют среднее значение скорости распространения упругих волн,

По полученным данным рассчитывают значения динамических характеристик по известным соотношениям.

Коэффициент Пуанссона

1-2(|)

,. YL.

Р11 и

2-2(|)2

VP

где V-, V р - соответственно продольная и поперечная скорость упругих волн, м/с Модуль сдвига

6,, f(Vp)2 -10% МПа, где f - плотность, кг/м. Модуль упругости

Е „ 2(1 + ,,) 6„-10, МПа. Модуль всестороннего сжатия

К,,

2( 3(,,)

6„-10, МПа.

Вычисленные значения динамических характеристик сравнивают с критичес0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кими, которые, в зависимости от выхода летучих веществ угля, являются следующими: при V 10-20% Ей (13,6+ jf3,286) .10 МПа,.6„ (5,,332) х X 10 МПа, /L.,, (0,29H5,16-10-2); при V 20-30% E,, (19,,62)-10 МПа, «,„ (5,,308)-10 МПа, „ (0,288jf ,48-10-2); при VS 30% Е„ (28,8+ j+6,194)-10 Mna, 6„ (9,4U2,086)x хЮ МПа, K,,(16i16+2,6)-10 МПа.

Если значения динамических характеристик меньше или равны критическим, угольный пласт относят к категории выбросоопасных.

Если значения характеристик превышают критические, весовым методом определяют естественную влажность образцов. В этом случае, если влажность образцов меньше или равна 5%, угольный пласт относят к категории невыбросоопасньпс, В противном случае, т.е. если г влажность образцов превышает 5%, их на 15-20 мин помещают в сушильньй шкаф и вьщерживают при . 60-70 С. Вновь определяют влажность образцов. Если она по прежнему превышает 5%, образец подвергают высушиванию до тех пор, пока влажность образцов не станет меньше 5%. После этого образцы, влажность которых искусственно снижена до уровня менее 5%, вновь помещают между излучающим и приемным датчиками, определяют скорость -прохождения упругих волн и рассчитывают значения динамических характеристик по приведенной вьш1е методике. При значениях динамических характеристик меньше или равных критическим контроль выбросоопасности угольного пласта при ведении горных работ ос-уществляют по влажности и, если она имеет значения меньшие или равные 5%, угольный пласт на данном интервале считают Выбросоопасным

Формула изобретения

Способ определения выбросоопасности угольных пластов, включающий измерение скорости распространения упругих продольных и поперечных волн, определение --по ним динамических модулей упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициента Пуассона, плотности, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности определения выбросоопасности угольных пластов, скорости распространения

упругих продольных и поперечных волн определяют на обраяцах угля с естественной влажностью, отобранных вдоль напластования, устанавливают выход летучих веществ и до разработки пласта определяют критические значения выбросоопасности по динамическому модулю упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициенту Пуассона, плотности и выходу летучих веществ, по полученным критическим значениям в процессе ведения горных работ устанавливают выбросоопасность пласта, при этом, если полученные значения динамического модуля упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициента

Пуассона меньше критических, пласт относят к выбросоопасному, если они превьшают критические значения, определяют влажность образцов и при влажности больше 5% повторно устанавливают динамический модуль упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициент Пуассона при высушивании образцов до влажности ниже 5%, а при значениях этих характеристик равных или меньше критических определение выбросоопасности разрабатьгеаемого угольного пласта осуществляют по влажности, при. этом при значениях влажности угля меньше или равной 5% пласт относят к невыбросоопасному.

Изобретение относится к горному делу и повьппает надежность определения выбросоопасности пластов. При осуществлении способа на образцах угля с естественной влажностью, отобранных вдоль напластования, определяют скорости распространения упругих продольных и поперечных волн. По каждому из образцов определяют его плоскость и выход летучих веществ. До разработки пласта определяют критические знач.ения выбросоопасности по динамическому модулю упругости, сдвига, объемного сжатия, коэффициенту Пуассона, плотности и выходу летучих веществ. По полученным критическим значениям устанавливают выбр.осо- опасность пласта. Пласт относят к вы- бросоопасному,если полученные значения меньше или равны критическим. При превьшении полученными значениями критических определяют влажность образцов. При влажности образцов больше 5% образец высушивают, пока влажность не станет меньше или равной 5%, так как при последних значениях угольный пласт относят к категории невыбросоопасных. (Л