Способ прогноза выбросоопасности в очистном или подготовительном забое Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

1

(21)4635050/03 (22)12.01.89 (46)07.12.91. Бюл. №45

(71)Государственный макеевский научно- исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности

(72)Г.И.Колчин, В.С.Бабенко, Л.А.Вайнш- тейн и В.С.Маевский

(53)622.832(088.8)

(56)Авторск.ое свидетельство СССР № 1208270, кл. Е 21 F 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1222853, кл. Е 21 F 5/00, 1984.

(54)СПОСОБ ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАС- НОСТИ В ОЧИСТНОМ ИЛИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОМ ЗАБОЕ

(57)Изобретение относится к горной промети и предназначено для прогноза выбросо- опаскости при ведении очистных и подготовительных работ на угольных шахтах. Цель изобретения - повышение точности оценки выбросоопасности в очистном или подготовительном забое за счет обеспечения устойчивости фоновых значений па2

раметров сейсмоакустического сигнала. Сейсмоприемник располагают на рабочем устройстве механизма разрушения горных пород. Регистрируют атгустический сигнал и определяют амплитудно-частотный спектр от работающих в подготовительном забое механизмов или при движении добыточного механизма на равновеликих отрезках, равных 1/20 - 1/50 части длины очистного забоя. Одновременно на двух частотах, расположенных выше и ниже группы резонансных частот, определяют частоту предварительно на невыбросоопасном участке пласта. Устанавливают амплитуды частот холостого хода и предварительно осреднен- ные в пределах одного технологического цикла или равных его частей текущие значения А высокой и низкой частот. Вычисляют разность А высокой и низкой частот и А холостого хода и определяют отношение разности высокой частоты к разности низкой частоты. При этом отношении, равном или большем 3, зону пласта считают выбро- соопасной.

О

ю о VI

го о

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для прогноза выбросоопасности при ведении очистных и подготовительных работ на угольных шахтах.

Цель изобретения - повышение точности оценки выбросоопасности в очистном или подготовительном забое путем обеспечения устойчивости фоновых значений параметров сейсмического сигнала.

Способ осуществляют следующим образом.

Для регистрации сейсмоакустических колебаний сейсмоприемник располагают на рабочем устройстве механизма, максимально приближая его к месту разрушения угля или вмещающих пород. Так, например, при бурении скважин сейсмоприемник устанавливают на буровом снаряде вблизи от буровой коронки, а при добыче угля комбайном

- пэ вращающемся режущем устройстве. Сейсмоприемник изготавливают из пьезо- керамики, а для передачи сигнала от вращающихся частей к неподвижным корпусам механизмов используют маломощное радиопередающее устройство, смонтированное в едином корпусе с пьезокерамикой. Для выбора полосы рабочих частот одним из нормативных способов находят заведомо неиыбросоопасный участок. На этом участке выполняют полный цикл работ: бурение всех шпуров, предусмотренных паспортом работ в подготовительном забое, снятие одной полосы угля, по всей длине очистного забоя; При бурении каждого шпура или при движении добычного механизма на равновеликих отрезках, равных, например, 1 /20 - 1/50 части длины очистного забоя (3-5 м), регистрируют акустический сигнал и определяют амплитудно-частотный спектр. Затем осредняют спектр вначале в пределах каждого интервала или шпура, а затем - в пределах всего забоя. Из полученных средних АЧХ находят группу резонансных частот и за ее пределами выбирают полосу низких и высоких рабочих частот, При этом рабочие частоты выбирают таким образом, чтобы отношение амплитуд высокочастотного и низкочастотного сигналов было близко к 1. В дальнейшем при введении прогноза выбро- соопасной ситуации используются выбранные таким образом рабочие частоты для определения прогнозного параметра -В, равного отношению амплитуды высокой частоты к низкой. При проходке подготовительной горной выработки буровзрывным способом сейсмоакустический сигнал регистрируют при бурении всех шпуров,предус- мотрснных паспортом. В качестве единицы технологического цикла в этом случае выбирают бурение одного шпура (скважины). Регистрацию сейсмоакустического сигнала веду г непрерывно, а значения амплитуд на рабочих частотах определяют в пределах бурения одного шпура. Ситуацию в забое относят к выбросоопасной, если в левой или правой его половине 50% и более шпуров имеют значение прогнозного коэффициента В равным или выше критического уровня 3, Ситуацию относят также к .выбросоопасной, если при получении хотя бы по одной скважине значения коэффициента В выше критического уровня наблюдают явные признаки выбросоопасности.

После установления прогноза опасно о подготовительном забое дальнейшие работы, предусмотренные паспортом, прекращают и осуществляют противовыбросные мероприятия в соответствии с Инструкцией

При ведении добычных работ, например, с использовании комбайна,всю длину забоя разбивают на отдельные равновели- чие интервалы. Разбиение забоя на интерт

валы осуществляют таким образом, чтобы было гарантировано выявление опасных по выбросам зон. Для условий Донбасса при мощности угольных пластов 0,7 - 1,5 м и длине лав 150 - 200 м длину интервала не0 обходимо брать равной 3 - 5 м.

Регистрацию сейсмоакустического сигнала осуществляют непрерывно, а значения амплитуд на рабочих частотах осредняют в пределах выбранных интервалов и вычисля5 ют прогнозный коэффициент В. Если величина коэффициента В устойчиво равна или превышает критический уровень 3, то вы- бросоопасным считают ту часть забоя, которая расположена дальше по ходу движения

0 добычного механизма. В качестве показателя устойчивости изменения параметра служит превышение критического уровня подряд на трех интервалах по линии забоя при снятии одной стружки или повторение

5 превышенной на одном и более интервалах двух соседних стружек. После получения прогноза опасно выемочный комбайн останавливают и нормативными способами, например, по динамике начальной скорости

0 газовыделения в шпурах определяют размеры выбросоопасного участка по ходу движения комбайна и проводят на нем мероприятия, предусмотренные Инструкцией,

5Если на рабочих частотах уровень сейсмоакустического сигнала собственных колебаний добычного или бурового механизма, на которых закреплен сейсмоприемник, соизмерим с уровнем сигнала при его воздействии

0 на забой и разрушении горных пород, то для повышения .точности прогноза при всех процедурах, начиная с выбора рабочих частот, дополнительно определяют амплитуды рабочих частот сигнала на холостом ходу и

5 вычитают из сигнала, полученного при воздействии механизма на массив. Формула изобретения Способ прогноза выбросоопасности в очистном или подготовительном забое,

0 включающий установку сейсмоприемника, регистрацию сейсмоакустических сигналов от работающих в забое механизмов одновременно на двух частотах, расположенных выше и ниже группы резонансных частот,

5 определение отношения амплитуд высокой м низкой частот и отнесение забоя к выбро- соопасному, если это-отношеиие равно или больше трех,.о т л и ч а.ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности оценки выбросоопасности в очистном или подготовительном забое путем обеспечения устойчивости фоновых значений параметров сейсмоаку- стического сигнала, сейсмоприемник устанавливают на механизме разрушения горных пород, а группу резонансных частот выделяют предварительно на невыбросоо- пасном участке пласта, при этом при определении отношения амплитуд высокой и

низкой частот их величины предварительно осредняют в пределах одного технологического цикла или равных его частей, устанавливают амплитуды частот холостого хода, работающего в забое оборудования и вычитают значения этих амплитуд при вычислении текущих значений амплитуд высокой и низкой частот.