Способ определения газодинамических явлений в массиве горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21F5/00 E21C39/00 

Изобретение относится к горной промышленности и мохдат быть использовано для прогноза опасных газодинамических явлений преимущественно в угольных пластах. Известен способ прогноза выбросоопасных, угрожаемых и неопасных зон при проведении выработок по углю, основанный на замерах начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров на постоянной глубине 3-3,5 м от забоя, коэффициента крепости угля в шттурах на глубине 2 м и изменений мощности пласта по ходу движения выработки 1 . Однако начальную скорость газовыделения замеряют всегпя на одной и той же глубине от забоя, независимо от глубины разработки, мощности пласта, прочности угля, сечения выработки, скорости подвигания и других природных и технологических факторов, что может привести к ошибке при прогнозе выбросоопаскости. Прогнозировать другие, сходные с внезапными выбросами, опасные газодинамические явления, горные удары и суфлярные газовыделения данный способ не позволяет Известен также способ прогноза зон опасных явлений, включающий бурение шпуров, замер начальной скорости газовыделвния и выхода бурового штыба по длине шпура и определение выбросоопасности забоя по максимальным значениям начальной скорости газовыделения и выхода бурового штыба р . Однако этот способ не позволяет производить оцАку опасности других газодинамических и, динамических явлений, таких как внезапных вьщавливаний, обрушений (высыпаний) угля о повышенным газовыделением, суфляров и горных ударов. Цель изобретения - повышение безопасности ведения горных работ путем повышения точности определения типа опасного явления. Это достигается тем, что дополнительно измеряют изменения во в}ймени выхода бурового штыба при вращении буро374вого инструмента без его подачи и скорости газовыдепения. На фнг. 1 показаны особенности изменения начальной скорости гозовыделенИя по длине шпура в зависимости от типа явлений; на фиг. 2 - изменение скорости выхода штыба при бурении по длине шпура; на фиг. 3 - изменение скорости газовыделения во времени; на фиг. 4 - изме некие выхода штыба из шпура во времени при вращении бурового инструмента без его пода чи, На фиг. 1-4 кривые соответствуют: 1 - неопасно, 2 - суфляры, 3 - горные удары, 4 - выдавливания, 5 - высыпания, 6 - внезапные выбросы. Способ осуществляют следующим образом. В забое горной выработки по угольному пласту бурят контрольные шпуры диаметром 42 мм и длиной до 6,5 м (на ширину области возмущения уголыгого массива выработкой). Шпуры бурят интервалами в 1 м по угольным пачкам различной степени тектонической нарушенности. При это учитывают, что к горным ударам предрасположен прочный уголь, а к внезапным выбросам угля и газа и остальным газодинамическим явлениям - слабый уголь. Суфлярным газовыделениям могут быть подвержены пачки угля с высокой видимой трещиноватостью. Вначале замеряют выход бурового штыба S по длине контрольных шпуров , пробуренных в пачках наиболе слабого и наиболее прочного угля. Если выход штыба S мал и кривая выхода штыба не имеет выраженного максимума, то опасность вь;броса угля и горных ударов исключена. Проверяют склонность зоны пласта к суфлярам по характеру газовыделения из шпуров. Если начальное газовыделение i U по длине шпура мало и кривая начального газовыделения не имеет выраженного максимума, обследование заканчи вается и делается вывод об отсутствии суфляров. При высоком начальном газовьщелении 1,. по длине шпура - дополнительно измеИ. . ряют изменения газовыделения 1-{ по времени t из интервала шпура с высоким начальным газовыделением. При стабильном газовыделении делают вывод об опасности зоны пласта по суфлярам, а при на клонном падении кривой газовыделения во времени - о повышенной газообильности. зоны пласта. Если кривые выхода бурового штыба 5 по длине шпурп , пробуренных в пачках наиболее слабого IT наиболее прочного гля, имеют высокие и выражептгые максимумы, то уточняют к какому типу газоинамических и динамических явлений бследуемая зона пласта склонна. Для этого измеряют начальное газовыделение 1ц по длине шпура б . Когда же кривая начального газовыделения не имеет высокого и выраженного максимума, то опасность внезапных выбросов угла и газа исключена, хотя другие опасные явления не исключены. Для выяснений пос1еднего измеряют выход бурового штыба Sj во времени из интервала шпура, на котором был ранее замерен максимум выхода штыба. Если после прекращения подачи бурового инструмента вперед выход штыба резко падает, судят, что зона пласта склонна к горным ударам. При пологой кривой выхода штыба во времени зона склонна к высыпаниям, а при наклонном падении кривой - к выдавливаниям угля. Если наряду с высоким выходом бурового штыба по длине шпура обнаружено высокое начальное газовыделение по длине шпура с ярко выражением максимумом, обследуемую зону пласта относят к опасной по внезапным выбросам угля и газа. Преимущество изобретения состоит в том, что применение данного способа определения газодинамических явлений позволяет выделять в пластах зоны опасные по внезапным Бь бросам угля и газа, внезапным выдавливаниям (высыпаниям) угля с повышенным газовыделением, горным ударам и суфлярным газовыделениям, а следовательно, выбирать эффективный способ предотвращения опасного явления, что , в конечном счете, обеспечивает повышение безопасности горных работ в угольных шахтах. формула изобретения Способ определения газодинамических явлений в маосиве горных пород, включающий бурение шпуров в массиве горных пород, измерение- выхода бурового (птыба и начальной скорости газовыделения по длине шпуров и определение газодинамических явлений по соотношению измеренных величин, отличающийся тем, что, с целью повышения безоп.чсности ведения горных работ путем noBtwuioния точности определения типа опасного явления, дополнительно измеряют измонения во времени выхода бурового штыба при вращен1Ш бурового инструмонтл боз его подачи и скорости газовыделпния.