Способ текущего контроля удароопасности горных выработок Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения удароопасности краевых зон угольных массивов и целиков угля.

Цель изобретения - повышение эффек- тивноститекущего контроля.

Построение зависимости Dy f(Xi) требует значительных затрат труда и времени, так как связано с организацией и проведением буровых работ и измерений на различных участках пласта, имеющих различную категорию удароопасности.

Задача упрощается, если для этой цели использовать процесс релаксации напряжений в.краевой зоне массива после очеред- ной выемки угля (заходки), С этой целью бурят скважину, в которой определяют расстояние до максимума опорного давления

сразу после окончания очередной заходки и через определенные промежутки времени, а также средневзвешенную крепость пласта. Это связано с тем, что после окончания процесса выемки угля изменяется напряженное состояние массива вследствие релаксации напряжений. Уменьшаются напряжения на кромке пласта и в максимуме опорного давления, увеличивается расстояние до максимума опорного давления, Постоянная релаксации на кромке забоя может составлять 1,0- 1,5ч, в максимуме опорного давления - 3-4 ч. В результате релаксации максимум напряжений отодвигается вглубь пласта. Это позволяет достаточно оперативно получить характеристики напряжённого состояния пласта. Измерив средневзвешенную крепость пласта и расXS

ю

XS О

СО

считав показатель удароопасности, можно получить его зависимость от расстояния до максимума напряжений для данного пласта и в дальнейшем использовать ее в процессе отработки пласта. Эта зависимость будет отличаться от полученной, что связано с особенностями строения пласта, наличием в нем слабых пачек и их распределением по мощности пласта.

Экспериментально было установлено, что для условий; Кузбасса 1,0 МПа. При больших значениях Dy участок считается удароопасным, при меньших - неудароо- пасным. Для значения DyKp определяется соответствующее XIKP.

В шахтных условиях при выполнении текущего прогноза удароопасности нормально к груди очистного забоя бурят скважину глубиной 6-8 м, вводят в нее два неполяризующихся электрода, между которыми по мере их перемещения измеряется разность потенциалов (градиент потенциала) естественного стационарного электрического поля, по разности от забоя до точки, в которой градиент потенциала обращается в нуль, определяют расстояние до максимума опорного давления Xi, а затем сравнивают его с критическим XiKp, при котором выработку следует считать удароопасной для данных условий и при Xt Xi p выработка считается удароопасной, а при Xt XiKp - неудароопасной,

П р им е р исполнения. В лаве № 73 пласта Коксового шахты Анжерская в Кузбассе был проведен прогноз удароопасности очистной выработки.

Глубина участка Н 600 м, уН 15 МПа, шаг обрушения г0ш 15м, коэффициент крепости пласта f 1,2. На расстоянии 15,5 м от конвейерного штрека пробурен шпур диаметром 43 мм, длиной 6,5 м, в котором после

измерений было установлено, что критическое значение Xi p для данного пласта составляет 1,5 м. Затем в шпур были вставлены два неполяризующихся электрода на расстоянии 50 см друг от друга. Измерения разности потенциалов в скважине между ними показали, что максимум опорного давления находится на расстоянии 3,5 м от поверхности забоя. Поскольку Xi XiKp, выработка оказалась неудароопасной.

..-.-.. . . . . :.:. .....- л .

Экономическая эффективность от внедрения предложенного изобретения вытекает из предупреждения возникновения аварийных ситуаций при проведении горных выработок. По сравнению с базовым объектом и известными устройствами в данной области предлагаемое техническое решение дает возможность заранее определить опасные интервалы и тем самым провести технологические операции по их предупреждению.

СПОСОБ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УДАРООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Цель: повышение эффективности текущего контроля. Сущность изобретения: после очередной заходки бурят скважину, в которой определяют расстояние до максимума опорного давления через равные промежутки времени и средневзвешенную крепость угольного пласта, после чего рассчитывают напряжение на кромке забоя и в максимуме опорного давления для каждого момента времени. Строят зависимость показателя удароопасности от расстояния до максимума опорного давления, по которой определяют критическое расстояние, соответствующее критическому значению показателя удароопасности. Удароопасность участка пласта определяют по соотношению фактического и критического расстояний, при этом выработка считается удароопасной, если фактическое расстояние до максимума опорного давления меньше критического.

Формула изобретения Способ текущего контроля удароопасности горных выработок, включающий буре- ние скважин из забоя выработки, определение расстояния до максимума опорного давления, определение расчетом напряжений в зоне максимума опорного давления, определение показателя удароопасности и установление по нему удароопасности участка массива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности текущего контроля, расстояние до зоны максимума опорного давления определяют через равные промежутки времени, показатель удароопасности для каждого момента времени по формуле

0-макс-СГмиН(МгГа/М1

D

V

10X1

амакс - (1 + 1,51

Омин -

XI

1+г°)у Н, МПа;

1 -Н

3,Оц in

-7,28(f-0,75) МПа

где Xi - расстояние от максимума опорного давления, м;

f --средневзвешенный коэффициент крепости пласта;

Н - глубина ведения горных работ, м;

у - удельный вес пород основной кровли;

г0 - шаг обрушения пород основной кровли, м;

Dy - показатель удароопасности, МПа/м.

затем строят зависимость показателя удароопасности от расстояния до максимума опорного давления, по которой определяют критическое расстояние, соответствующее критическому значению показателя удароопасности, а удароопасность участка массива - по соотношению фактического и каритического расстояний до максимума опорного давления, при этом выработка считается удароопасной, если фактическое расстояние до максимума опорного давления меньше критического.