Способ определения безопасных зон призабойной части выбросоопасного угольного пласта Советский патент 1989 года по МПК E21C41/04 

1

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть применено для прогноза выбросоопасностн угольного пласта.

Цель изобретения - повышение надежности определения безопасных зон в результате использования критериев

выбросоопасности, найденных по изменению величины и скорости газовьщеле- ния и параметров напряженного состояния пл аста.

На фиг. 1 изображены графики относительной скорости газовыделения нормальных к плоскости пласта нйпряжеИИ норм и напряжений, действующих горизонтальной плоскости пласта (напряжений отжима) d- в невыбро- оопасной зоне угольного пласта{ на иг. 2 - аналогичные графики в выбро- соопасной зоне угольного пласта-, на фиг. 3 - схема установки датчиков.

Схема содержит угольный пласт 1, откаточньш штрек 2, бортовую выработ-ю ку (вентиляционный штрек).3, группы датчиков 4, подземный блок 5 аппаратуры, линию 6 связи.

Из графиков (фиг. 1 и 2) видно, что в безопасной зоне по сравнению с опасной зоной, средний уровень скорости газовьщеления (I) значительно выше, нормальные напряжения (II)

15

норм

25

30

в зоне опорного давления ниже, а значения напряжений отжима 20 (III) ботж падают от уровня значений напряжений в нетронутом массиве. Отличительной особенностью выбросо- опасной зоны (фиг. 2) является наличие высокой концентрации нормальных напряжений в непосредственной близости от обнаженной поверхности забоя, повышения напряжений отжима и быстрое нарастание скорости газовыделения.

.Сущность способа заключается в бурении скважин, установке датчиков, измерении в спокойной зоне пласта уровня скорости газовццеления, нор- | мальных напряжений и напряжений отжи- j ма, определении среднего уровня ско- рости газовыделения от момента нача- |ла измерений до момента снижения зна- . чений нормальных напряжений и напряжений отжима. Затем проводят разде- 40 ление пласта на зоны, при этом участок относят к безопасной зоне при изменении среднего уровня скорости газовьщеления менее чем на 50%, участок пласта относят к опасной зоне 45 при уменьшении среднего уровня газовьщеления более чем на 50%. После чего в призабо.йной части пласта в зоне опорного давления проводят уточнение прогноза, при котором зону пласта 50 считают безопасной при максимальных нормальных напряжениях и норм в зо- не опорного давления менее критической величины, при снижении в этой зоне значений напряжений, отжима 6 от 55 и уровня газоБьщеления, не превьшаю- щего средний уровень, гону пласта считают опасной при максимуме нормальных напряжений в зоне опорного

ч с м м п ж

5

5

30

0

| j . 40 455055

давления более критической величины, чем максимум напряжений отжима , смещен в сторону забоя и совпадает с максимумом скорости газовьщепения, а минимум скорости газовыделения совпадает с максимумом нормальных напряжений (i нор/и .

Способ осуществляют следующим, образом.

В опережающей подготовительной выработке на расстоянии не менее 60- 70 м от линии очистного забоя бурят пару скважин глубиной 5-7 м. Скважины в одной паре располагаются друг от друга на расстоянии 1 м. На удалении 0,8 м от одной из скважин бурят шпур для измерения скорости газовыделения. Б торце скважин пропиливают щели, в которые устанавливают жесткие плоские датчики напряжений. Причем плоскость одного датчика ориентируется параллельно плоскости пласта (датчик, измеряющий нормальные напряжения), плоскость второго датчика ориентируется перпендикулярно плоскости пласта (датчик напряжений отжима). Устье шпура с размещенной в ней выходной трубой тщательно герметизируют, а к выходной трубе подключают прибор для измерения скорости газовьщеления. Проводят первый цикл измерений на безопасном участке пласта, включающий непрерывную регистрацию скорости - газовыделения и определение среднего уровня скорости газовьщеления. Во втором цикле измерений устанавливают вторую группу датчиков и непрерывно регистрируют скорость газовьщеления, значения максимальных нормальных напряжений и напряжений отжима.

Формула изобретения

Способ определения безопасных зон призабойной части выбросоопасного угольного пласта, включающий проведение опережающих очистные работы выработок, бурение из этих выработок скважин по угольному пласту, установку в скважинах датчиков для определения характеристик напряжений и газовьщеления и из мерение напряжений и тазовьщеления в пласте, о т л и - Ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности определения без опасных зон пласта, найденных по изменению величины и скорости газовыделения и параметров напряженного состояния пласта, производят непрерывные измерения максимальных нормаль- ных напряжений, напряжений отжима и уровня скорости газовыделения вне зоны и в зоне влияния очистных работ, затем опреде ляют средний уровень скорости газовыделения от момента нача- ла указанных измерений до момента снижения значений нормальных напряжений и напряжений отжима и при изменении среднего уровня скорости газовыделения менее чем на 50% вне зоны влияния очистных работ зону приза- бойной части пласта относят к безопасной, а в зоне влияния очистных работ к.безопасной относят зону пласта, в которой значения максимальных нормальных напряжений меньше их критических величин, уменьшаются напряжения отжима и в которой скорость газовыделения ниже ее среднего уровня.

. г

фг/2./

t.

Фиг.з