Способ определения степени выбросоопасности призабойной части угольного пласта Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для создания безопасных условий труда при разработке выбросоопасных угольных пластов.

Известен способ определения выбросоопасных зон и очистных выработках (см., например, Инструкцию по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, Москва, 1989 г.), включающий измерение активности акустической эмиссии (АЭ) пласта, сравнение ее с критическим значением и уточнение границ выбросоопасной зоны путем бурения контрольного шпура и измерения начальной скорости газовыделения. Выбросоопасной зоной пласта считается его участок, в пределах которого начальная скорость газовыделения из шпура глубиной 3,5 м превышает критериальное значение. Данный признак не является универсальным, так как массив может быть выбросоо- пасным и при низкой скорости газовыделения за счет низкой газопроницаемости пласта.

Из известных решений, исключающих этот недостаток, наиболее близким по предполагаемому эффекту является способ определения выбросоопасных участков призабойной части угольного пласта (см. а.с. № 1208270, кл. Е 21 F 5/00,1984), согласно которому в пласте определяется активность АЭ (шумность), и при активности АЭ менее критических значений забой в пределах радиуса действия сейсмопрпемиика считают невыбросоопасным, а при активности АЭ превышающей критические значения, одновременно с замером активности АЭ сразу после обнажения забоя производят бурение контрольного шпура и замер скорости газовыделения и при превышении критического значения активности АЭ и снижении газовыделения не менее, чем на 50% по сравнению со средним значением. полученным на предыдущих циклах выемки участок пласта, относят к пыбросоопасным,

Однако, снижение скорости газовыделения не всегда свидетельствует о том, что пласт не разгружается, т.к. при наличии в пласте большого количества каналов для

Ј

2

СЛ 00

4Ь

выхода газа, снижение скорости газовыделения может свидетельствовать о прошедшей до обнажения забоя дегазации пласта.

Таким образом, неизвестно в каком случае снижение скорости газовыделения свидетельствует о дегазации, каком о выбросоопасности пласта.

Цель изобретения - повышение достоверности прогноза выбросоопасности.

Прставленная цель достигается тем. что в известном способе определения степени выбросоопасности призабойной части угольного пласта, включающем бурение контрольного шпура, определение в пределах зоны предельно-напряженного состояния значений двух критериальных параметров, включая скорость газовыделения, сравнение текущих значений критериальных параметров с их критическими значениями и отнесение забоя к выбросоо- пасному при превышении текущими значениями критических, согласно изобретению, дополнительно определяют концентрацию метана в газовых пробах, взятых из контрольного шпура при измерении скорости газовыделения, и относят забой к выбросо- опасным при концентрации метана в газовых пробах не менее 70%,

При превышении текущими значениями АЭ критических уменьшение скорости газовыделения может происходить по двум причинам. Во-первых, если процесс интенсивной дегазации к моменту измерения скорости газовыделения из контрольного шпура заканчивается и пласт становится невыбросоопасным. И. во-вторых, если дегазация сдерживается уплотнением угля. Но в этом случае пласт выбросоопасен. В первом случае из скважины выходит газ с низким содержанием метана, а во втором - с высоким. Таким образом, предложенный способ позволяет разграничить выбросоо- пасное и невыбросоопасное состояние пласта.

Величина критерия 70% получена опытным путем по результатам применения способа в Семи очистных забоях шахт ЦРД.

В известных заявителю технических решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения существенные отличия, поскольку новая совокупность признаков обуславливает новые свойства.

Способ осуществляется следующим образом.

При выемке угля регистрируют первый критериальный параметр - активность АЭ пласта, и если установлены неопасные значения активности АЭ, весь очистной забой в пределах радиуса действия сейсмоприемника относят к невыбросоопасным (за исключением мест геологических нарушений, где выбросоопасность определяется дополнительно), а дальнейшую выемку угля производят без профилактических мер.

Если активность АЭ пласта превышает критические значения, то одновременно с замером активности АЭ производят бурение контрольного шпура и измерение скорости газовыделения - второго

критериального параметра и концентрации метана в пробе газа. Если скорость газовыделения снизилась более, чем на 50%, но концентрация метана в пределах зоны предельно-напряженного состояния меньше

70%, пласт относят к неопасным по выбросам, если же концентрация метана не менее 70%, угольный пласт в призабойной части на данном выемочном цикле является вы- бросоопасным.

Преимущество способа состоит в том, что он позволяет более достоверно прогно- зироватьвыбросоопасные ситуации, таким обрэзом повышая безопасность работ.

Формула изобретения

Способ определения степени выбросоопасности призабойной части угольного пласта, включающий бурение контрольного шпура, определение в пределах зоны предельно напряженного состояния значений двух критериальных параметров, включая скорость газовыделения, сравнение текущих значений критериальных параметров с их критическими значениями и отнесение

забоя к выбросоопасному при превышении текущими значениями критических, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогноза выбросоопасности, дополнительно определяют концентрацию метана в газовых пробах, взятых из .контрольного шпура при измерении скорости газовыделения, и относят забой к выбросоопасному при концентрации метана в газовых пробах не менее 70%.

Бурят контрольный шпур и определяют в пределах зоны предельно-напряженного состояния значения скорости газовыделения и концентрации метана в газовых пробах. К выбросоопасному забой относят при концентрации метана в пробах не менее 70%.