Способ контроля относительногоНАпРяжЕННОгО СОСТОяНия пРизАбОйНОйчАСТи угОльНОгО плАСТА Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относигся к горной промышленности, преимущественно к разработке угольных месторождений подземным способом, и может быть использовано для определения относительного напряженного состояния приэабойной части угольных пластов для текущего прогноза внезапных выносов угля и газа, а также для контроля за эффективностью применения способов предотвращения газодинг1мических явлений на угольных пластах, содержащие углисто-глинистые, глинистые или другие пропластки.

Известен способ определения напряженного состояния массива горных пород, основанный на измерении электриче ких характеристик пррод в сквс1ЖИнах, пройденных в исследуемом массиве 1 .

Недостатком этого способа является необходимость бурения скважин, что повшяает трубоемкость, снижает оперативность работ и их безопасность.

Известен также способ контроля относительного напряженного состояния призабойной части угольного пласта, основанный на измерении электропроводности без нарушения сплошности (21.

Однако этот способ не позволяет с достаточной точностью определять изменение напряженного состояния краевой части угольных пластов, так как опрёделение напряжений, деиствукхцих в краевой части угольного пласта,этим способом некорректно, в связи с тем, что большинство угольных пластов имеют большое удельное электросопротивление.

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют электрическое сопротивление пропластка в угольном пласте и устанавливают расстояние от кромки забоя до точки угольного пропластка с минимальным эффективным электрическим сопротивлением, при этом об относитель ном напряженном состоянии угольного пласта судят по изменению электрического сопротивления пропластка, а по установленному расстоянию от кромки пласта до точки угольного пропластка с минимальным эффективным элек;трическим сопротивлением определяют безопасную глубину выемки угля в призабойной части пласта.

На фиг. 1 показано взаимное расположение питающих и измерительных электродов; на фиг. 2 - графически электрическое сопротивление. Измерение эффективного электричес кого сопротивления углисто-глинистого, глиностого или другого прослоя (пропластка), содержащегося в угольном пласте и обладающего значительно лучшей электропроводностью чем уголь ный пласт, осуществляют в шахтных ус ловиях четЬорехэлектродной измеритель ной установкой с различным взаимным расположением питающих и измерительных электродов {фиг. 1). Через питающие электроды-заземления 1 и 2 в проппасток вводится электрический ток от генератора 3 и в .угольном пласте возникает искусственное низкочастотное электрическое поле. Между заземленными в пропласт ке измерительными электродами 4 и 5 измеряют микровольтметром 6 разность потенциалов AV в этом поле. Измеряемая разность потенциалов пропорциональна току 1 и удельному электрическому сопротивлению Р пропла.стка. Это дает возможность по данным измерений опрещелить эффективное элект рическое сопротивление (неоднородной среды), которое равно удельному электрическому сопротивлению фиктивной однородной среды, создающей при Зсщанной геометрии измерительной установки одинаковую разность потенциалов ДУ между одними и теми же точка ми массива. р р--КОмм где К - геометрический :коэффициент установки, имеет размерность дпины. При увеличении расстояния между питающими электродами 1 и 2 возникае глубинность проникновения тока в угр ный массив при постоянном положении центра установки О и измерительных электродов 3-4. Подземные электричес кие зондирования симметричной установкой 1-4 осуществляются из очистно го забоя. Исследования проводятся с лрбой степенью детальности на требуе мую глубину без нарушения сплошности угольного массива. . 3jjaH характер изменения эффективного, электрического сопротивления .призабойной части пропластка, содержащегося в угольном пласте, косвенно оценивают его от.носительное н.апряжен ноа состояние и установить безопа снув глубину выемки угля (() в призабойной части выбросоопасного уголь ного пласта, которая равна расстояни от, кромки забоя до точки в глубине пласта, в которой эффективное электрическое сопротивление пропластка бу минимальным(фиг.2}.в процессе наблюдений определяют эффективное электрическое сопротивление пропластка на различной глубине от забоя и получают данные в нескольких точках.Расстояние до точки с кшнимальным электросопротивлением принимают забезопасную глубину выемки. Расстояние между точками, в которых измеряется электросопротивление, выбирается любое в зависимости Ьт необходимой подробности исследований призабойной части угольного пласта, но с таким расчетом чтобы не пропустить зону с минимальным электросопротивлением. При подземных электрических зондированиях по пропласку исключается искажающее влияние металлического оборудования, расположенного в забое, а искажающее влияние вмещающих угольный пласт пород сводится к минимуму и им пренебрегают. Достоинствами предлагаемого способа является возможность получения информации не только о состоянии угольного массива, но и о состоянии самих углисто-глинистых или глинистых пропластков, содержащихся в выбросоопасных пластах, что особенно важно, так как во многих случаях внезапные выбросы угля и газа начинаются с пропластков, как наиболее слабых элементов в выбросоопасных угольных пластах. Формула изобретения Способ контроля относительного напряженного состояния призабойной части угольного пласта, основанный на измерения электропроводности без нарушения сплошности,о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, измеряют электрическое сопротивление пропластка в угольном пласте и устанавливают расстояние от кромки забоя до точки угольного пропластка с минимальным эффективным электрическим сопротивлением, при этом об относительном напряженном состоянии угольного пласта судят по изменению электрического сопротивления пропластка, а по установленному расстоянию от кромки пласта- до точки угольного пропластка-с минимальным эффективным электрическим сопротивлением определяют безопасную глубину выемки угля в призабойной части пласта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 454348, кл. Е 21 С 39/00, 1973. 2.Авторское :свидетельство. СССР 421773, кл. Е 21 С 39/00, 1972.

I I « 5 : / r

уУХуУУуУУХХ//УХХ/ХХХХХХ//////уУ///Х//Х//УУ УХ/ХХ//ХХ//Х//

J

J,ft«-M