Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта Советский патент 1989 года по МПК E21F5/00 

1

Изобретение относится к угольной промьшшенности и может быть исполь зовано для прогноза выбросоопасных зон угольного пласта.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбро- соопасности.

На фиг.1 показано схематично изменение предела прочности угля от величины газового давления при критической температуре для насыщакяцего уголь газа; на фиг,2 - схема герметичной термостатируемой камеры для осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В обследуемой зоне угольного пласта определяют газовое давление и температуру и отбирают из обследуемой зоны куски угля для подготовления образцов для механических исгы- танйй, определяют предел прочности негазонасыщенных (контрольных) образцов

Оставшиеся образцы помещают в герметичную термостатируемую камеру и насыщают газом, преобладающим в

го определяет предел прочности антрацита после насыщения его этим газом (фиг. 1). Так,дпя образцов , обработанных углекислым газом, пороговое давление 2,0 МПа - Р „„р о, 2,5 МПа, обработка газом при значениях давления, равного или больше величины

угольном ппасте СН или СО, при температуре и давлении, соответствующим значениям, замеренным в обследуемой зоне (1-2 ч). Отключают ка- меру от подачи газа и, не разгерметизируя ,доводят. .. температуру камеры с образцом до значения, соответствующего критической температуре газа, насыщающего угольный пласт. Вы- ю предела прочности так, что прочность

Ррорсо приводит к резкому падению

держивают камеру с образцом при этой температуре до установления диффузи. онного равновесия в транспортных порах (1-2 ч).

Разгерметизируют камеру и после установления в образцах комнатной температуры определяют предел их прочности и в том случае, если значения прочности предварительно газонат сыщенных образцов снижаются по сравнению с минимальным значением прочности негазонасыщенных образцов, обследуемую зону относят к выбросоопасной,

Дпя .проведения испытаний образцы изготавливают из антрацита в форме кубиков с размерами ребер 0,01-0,02 м, Газонасыщение проводят в термостати- руемой камере (фиг.2), содержащей корпус 1, крышку 2, в которой установлены герметизированные токоведу- щие контакты 3 -для подключения с помощью проводов 4 датчиков 5 температуры, закрепленных на образце 6, перепускное устройство 7 с игольчатым краном 8 ДПЯ осуществления вакуумиро- вания образца и ввода газа и манометр 9, Механические свойства образцов определяют испытанием на одноосное сжатие.

Результаты испытаний на одноосное сжатие образцов, прошедишх и не про- щедших обработку газом при температуре ниже критической, представляют в виде таблицы,

Прочность наименее прочного из необработанных образцов антрацита в испытаниях на одноосное сжатие составляет 4 ,3 МПа, Эта величина является контрольным уровнем отсчета при сопоставлении со значениями прочности для образцов, подвергнутых газона-: сыщению при определенном давлении и роздействию температуры ниже .критической для насыщенного газа,

Дпя антрацита, обработанного определенным газом, при температуре ниже критической, существует некоторое пороговое давление, величина которопредварительно газонасыщенных образцов уменьшается по сравнению со значением прочности наиболее слабых из исходных образцов, не обработанных

15 газонасыщением. Обработка под давлением, меныпим порогового значения, практически не влияет на величину прочности, и прочность образцов, обработанных при Р - 2,0 МПа, остает20 ся значительно вьше среднего значения прочности ДПЯ наиболее слабых не обработанных образцов, I

Аналогичная картина наблюдается

25 при насыщении образцов метаном при соответствующих температурах.

Формула изобретения

30

35

40

5

50

55

Способ определения выбросоопас- ных зон угольного ппаста, включающий отбор проб в обследуемой зоне, изготовление из них образцов, насыщение части из них газом, преобладающим в угольном пласте, проведение испытаний по установлению физико- механических характеристик угольного пласта, определение по ним показателя оценки выбросоопасности зони оценку по зтому показателю выбросоопасности зон, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбросоопасности, в обследуемой зоне угольного пласта определяют давление газа и температуру, устанавливают прочность негазонасыщенных образцов, а насыщение части образцов газом производят в термостатируемой камере при полученных значениях давления газа и температуры, затем температуру в камере доводят до критического значения температуры газа, насыщающего угольный пласт, и вьщерживбиот образ-/ цы при зтой температуре до установления диффузионного равновесия в

4566004

го определяет предел прочности антрацита после насыщения его этим газом (фиг. 1). Так,дпя образцов , обработанных углекислым газом, пороговое давление 2,0 МПа - Р „„р о, 2,5 МПа, обработка газом при значениях давления, равного или больше величины

- ю предела прочности так, что прочность

предела прочности так, что прочност

Ррорсо приводит к резкому падению

предварительно газонасыщенных образцов уменьшается по сравнению со значением прочности наиболее слабых из исходных образцов, не обработанных

газонасыщением. Обработка под давлением, меныпим порогового значения, практически не влияет на величину прочности, и прочность образцов, обработанных при Р - 2,0 МПа, остается значительно вьше среднего значения прочности ДПЯ наиболее слабых не обработанных образцов, I

Аналогичная картина наблюдается

при насыщении образцов метаном при соответствующих температурах.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

Способ определения выбросоопас- ных зон угольного ппаста, включающий отбор проб в обследуемой зоне, изготовление из них образцов, насыщение части из них газом, преобладающим в угольном пласте, проведение испытаний по установлению физико- механических характеристик угольного пласта, определение по ним показателя оценки выбросоопасности зони оценку по зтому показателю выбросоопасности зон, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повышения надежности прогноза выбросоопасности, в обследуемой зоне угольного пласта определяют давление газа и температуру, устанавливают прочность негазонасыщенных образцов, а насыщение части образцов газом производят в термостатируемой камере при полученных значениях давления газа и температуры, затем температуру в камере доводят до критического значения температуры газа, насыщающего угольный пласт, и вьщерживбиот образ-/ цы при зтой температуре до установления диффузионного равновесия в

порах образцов, после этого камеру вскрывают и производят определение прочности образцов при достижении в них температуры окружающей среды, при этом оценку выбросоопасности зон производят путем сопоставления цроч

1456600

ности газонасыщенных и негазонасыщен ных образцов и при снижении прочности газонасыщенных образцов, ниже мини- мального значения прочности негазо- насыщенных образцов зону пласта отно- ;сят к выбросоопасной, ,

Изобретение относится к угольной пром-сти и Небо использовано для прогноза выбросоопасных зон угольного пласта.. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности работ в очистных и подготовительных выработках угольных пластов путем повьшения надежности прогноза выб- рс5соопасности. В зоне ведения горных работ определяют газовое давление (ГД), температуру массива (ТМ) и производят отбор проб угля (ПУ), В лаборатории определяют предел прочности ПУ до насыщения их газом, устанавливают миним. значение предела прочности, поминают ПУ в термостати- руемую камеру и производят насыщение образцов газом при ГД и ТМ, соответ- ствукищх значениям в зонах отбора ПУ. Затем т-ру в камере повышают до критической т-ры насьщающего ПУ газа и ПУ вьщерживают в камере до установления диффузионного равновесия в порах. Сбрасывают ГД и ТМ в каме- ре ПУ извлекают и при комнатной .т-ре определяют предел прочности газонасыщенных образцов. При прочности газонасьщенных образцов меньше миним прочности негазонасьпценных образцов зону пласта относят к выбросоопасной. 2 РШ. (Л

о

. 1