Способ прогноза выбросоопасности угольных пластов Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к безопасному ведению горных работ по выбросоопасным угольным пластам.

Целью изобретения является уменьшение трудозатрат и повышение надежности способа прогноза выбросоопасности угольных пластов.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример. Для проведения пластового штрека по выбросоопасному угольному пласту, согласно паспорту буровзрывных работ, производят разметку шпуров для размещения патронов взрывчатого вещества. Бурение производится существующими стандартными электрическими или пневматическими буровыми установками с механической подачей буровой штанги, например, буровой установкой БУЭ-1м, предназначенной только для бурения шпуров или используем распространенное навесное буровое оборудование, установленное на буро- погрузочной машине 2 ПНБ-2. В процессе бурения шпура на глубину заходки постоянно измеряется динамика изменения крепости угля. Уменьшение крепости угля приводит к уменьшению усилия разрушения угольного пласта во время бурения шпура. При применении электрических буровых машин уменьшение усилия при бурении постоянно фиксируется по показанию амперметра, включенного в сеть потребителей электроэнергии.

При применении бурильной установки БУЭ-1м мощность двигателя для вращения буровой коронки составляет 7,6 кВт, при напряжении питающей сети 380 В. Показания амперметра, включенного в сеть потребления данного двигателя при бурении шпуров, составляет 20 А.

(Л

VJ ю о

ю ы

со

Для определения степени выбросоо- пасности угольного пласта первое взрывание при проведении выработки производится в режиме сотрясательного взрывания. По результатам этого взрывания судят о, выбросоопасности угольного пласта. Если не произошел выброс угля и газа, данный участок угольного пласта не взрывоопасный, если взрывные работы сопровождались выбросом угля и газа - участок угля на глубину заходки является опасным по выбросам. В этом случае выработка должна проводиться в режиме сотрясательного взрывания до выхода из выбросоопасной зоны, о чем свидетельствует прекращение выбросов угля и газа. Кре-. пость угля в невыбросоопасной зоне принимается за исходную, т.е. за начальную точку отсчета при прогнозировании последующих участков,:.

Таким образом, в данном примере показания амперметра 20А является начальной точкой отсчета потребляемой силы тока при бурении шпуров. Если сила тока при буре-: ими щпуров по углю в последующих циклах (заходкэх) остается в пределах 20 А и не уменьшается в пределах 10. А и менее (т.е. на 50% и более), значит .выработка проводится по невыбросорпасиым зонам.

При переходе от невыбросоопасной к выбросоопасной зоне угольного пласта происходит уменьшение крепости угля за счет нарушения структуры его вследствие тектонического воздействия геологических процессов. Уменьшение крепости угля привело к уменьшению усилия разрушения угольного пласта во время бурения шпуров, что привело к уменьшению потребляемой мощности буровой установки БУЭ-1М. При этом при постоянном напряжении 300 В уменьшается сила тока.

При использовании пневматических бурильных установок для фиксации усилия разрушения угольного пласта при бурении между буровой штангой и корпусом бурового инструмента устанавливается месдоза с манометром, которая по показаниям манометра (в МПа или относительных числах) позволяет судить об усилии разрушения угольного пласта в процессе бурения. Так например, при использовании буро-погрузочной машины 2ПНБ-2 с пневматическими навесными бурильными машинами показания манометра месдозы, установленной между буровой штангой и корпусом бурового инструмента, составило 2 МПа. Для определения степени выбросоопасности угольного пласта первое взрывание при проведении выработки производят в режиме сотрясательного взрывания, по результатам которого судят о выбросоопасности пласта. Показание манометра 2 МПа является начальной точкой отсчета. Если при последующих циклах бурения шпуров показания

манометра остается в пределах 2 МПа или изменяется менее чем на 50%, т.е. до 0,1 МПа - участки угольного пласта, по которым проводилось бурение, являются не выбросоопасными зонами. Уменьшение показания манометра на 50% и более, т.е. 0,1 МПа и ниже, свидетельствует о бурении шпуров в выбросоопасной зоне угольного пласта. Уменьшение, показателей амперметра

или манометра свидетельствует об уменьшении усилия бурения, а следовательно, и прочности угля в выбросоопасных зонах. Данное положение соответствует существующим представлениям об аномальных изменениях свойств пласта угля в выбросоопасных зонах.

Уменьшение крепости угля приводит к пропорциональному уменьшению усилия разруш ения угольного пласта, которое непрерывно фиксируется показаниями амперметра или манометра. Шкалы этих приборов могут быть протарированы и разделены на зеленую часть - неопасную по выбросам для данного угольного пласта и красную выбросоопасную.

Можно установить самописцы, фиксирующие показания амперметра, или давление воздуха в месдозе в процессе бурения шпуров.

Контроль за показаниями при бурении шпуров на глубину заходки проходческого цикла осуществляет служба прогноза. При уменьшении крепости угля на 50% и более угольный пласт на данном участке считают

выбросоопасным и для проведения выработки необходимо предпринять те или иные противовыбросные мероприятия. Остальные процессы проходческого цикла: погрузка породы и угля, возведение крепи,

настилка пути и устройство водоотливной канавки, производятся в установленном порядке.

Формула изобретения Способ прогноза выбросоопасности

угольных пластов, включающий бурение шпуров и определение крепости угля, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения трудозатрат и повышения надежности, непрерывно определяют динамику изменения крепости угля в процессе

бурения на участке, равном глубине шпура,

и зону, где крепость угля уменьшается на

50%. и более по сравнению с невыбросоопасным участком, считают выбросоопасной.

Способ прогноза выбросоопасности угольных пластов. Изобретение относится к безопасному ведению горных работ по вы- бросоопасным угольным пластам. С целью уменьшения трудозатрат и повышения надежности способа предлагается непрерывно определять динамику изменения крепости угля в процессе бурения на участке, равном глубине шпура, и зону, где крепость угля уменьшается на 50% и более по сравнению с невыбросоопасным участком.