Способ оценки защитного действия опережающей отработки пластов Советский патент 1982 года по МПК E21F5/00 

(5) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ ОТРАБОТКИ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использо вано для оценки защитного действия опережающей отработки пластов. Известен способ глубинных реперов основанный на бурении. В массив горных пород глубоких скважин из любых, например породных выработок. В скважи нах фиксируются точечные реперы, по смещениям которых измеряются деформации разгрузки в процессе отработки защитного пласта ГП . Недостатком способа является конструктивная сложность оборудования связей между реперами и отсчетными устройствами и связанное с этим сниже ние точности измерений. Известен способ оценки эффективнос ти локальных защитных мероприятий на удары в выбросоопасных пластах, включающий бурение шпуров вглубь массива установку в них датчиков и измерение температурь массива угля на опасном и защищенном участках 2. Недостатком этого способа является отсутствие возможности заблаговременной оценки эффективности защитного действия иустановления размеров зон разгрузки и степени разгружающего действия на различном удалении от защитного пласта. Цель изобретения - установление разгружающего или пригружающего действия защитной отработки на различном удалении от защитного пласта и на разных -стадиях его отработки. Поставленная цель достигается тем, что температурные датчики и устройства для определения коэффициента теплопроводности устанавливак т по вертикальным линиям измерений в породных слоях вне зоны влияния очистных работ, оценку динамики защитного действия производят по полученным значениям плотности теплового потока массива для определения которой одновременно по измеренным значениям темпераруры определяют геотермический градиент на каждом интервале между смежными датчиками, и коэффициент теплопроводности участка массива для каждого инпри этом если - .,0 тервала, ПЛОТНОСТЬ естественного тепгде q лового потока земли в ненарушенном массиве горных пород, дж. плотность теплового потока земли в массиве горных пород испытывающих влияние защитной отработки, дж. м имеет защитное действие, при условии - 7 1,0 защитное действие отсутствует, при --- у. 1,0 на разгрутОженных участках с течением времени защитное действие прекратилось. На фиг. 1 и 2 изображена схема осуществления способа региональной оценки защитного действия опережающей отработки. Пласт 1 является защитным и надрабатывает нижележащий массив. При подготовке нового этажа из выработки, например, квершлага 2, бурят вертикальные 3, горизонтальные А и наклонные 5 скважины, в которых устанавливают стационарные температурные датчи ки и устройства для определения коэффициента -теплопроводности в точках 61 (, 2..,п) 71, 81 и 91. Эти датчи ки образуют измерительные линии 101 в вертикальном направлении. Можно также обеспечить образование измерительных линий 111 в горизонтальном направлении. Датчики и устройства устанавливают в породных слоях, вне зоны влия ния очистных работ, где исключается образование местных тепловых полей. Затем измеряют до защитной выемки в точках 61, 71, 81 и 91 температуру и коэффициент теплопроводности массива устанавливают величину геометрическо го градиента между парами смежных датчиков и получают плотность теплового потока (q) по зависимости . q Я Г где Я - коэффициент теплопроводности Г - геотермический градиент. Аналогичные замеры и определения производят во время выемки защитного пласта и в любые последующие периоды времени. При выемке защитного пласта на участке 12 в нижележащем горном массиве образуется защитная зона, граница которой обозначена линией 13 На фиг. 1 и 2 тепловой поток с равномерной плотностью условно показан линиями , а изменение плотности теплового потока в резул-ьтате отработки защитного пласта - линиями 15. Замеры q производят в ненарушенном массиве горных пород (qg) и при уело-. ВИИ, когда массив испытывает влияние защитной отработки (од), если - 1,0 имеет место защитное действие; гтри условии - 1,0 защитное действие отсутствует, при - ic 1,0 на разгруженных участках защитное действие прекратилось. . . Использование предлагаемого способа оценки защитного действия опережающей отработки пластов по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества. Возможность получения более попной информации в пространстве и времени о динамике разгружающего и пригружающего действия на разных стадиях отработки защитного пласта; возможность региональной оценки защитного действия на различном удалении от защитного пласта; возможность исключить влияние местных тепловых полей, что позволяет повысить надежность информации, более правильно планировать горные работы и повысить безопасность работ на пластах, опасных по динамическим и газодинамическим явлениям. Формула изобретения Способ оценки защитного действия опережающей отработки пластов, включающий бурение скважин в массиве горных пород в период вскрытия и подготовки нового этажа с отметки откаточного горизонта, установку в этих скважинах стационарных температурных датчиков и устройств для определения теплопроводности на разном удалении от защитного пласта, отличающийся тем, что, с целью оценки динамики защитного действия опережающей отработки пластов на различном удалении от защитного пласта и на разных стадиях его отработки, температурные датчики, и устройства для определения коэффициента теплопроводности устанавливают по вертикальным линиям измерений в породных слоях; оценку динамики защитного действия производят по полученным значениям плотности теп59левого потока массива, для определения которой одновременно по измеренным значениям температуры определяют геотермический градиент йа каждом интервале между смежными датчиками, и коэффициент теплопроводности участка массива для каждого интервала, при этом если -- 1,0, „ где плотность теплового потока в ненарушенном массиве горных пород, дж. С{, - плотность теплового потока в массиве горных пород, испытывающих влияние защитной отработки, дж.сек м

y//////////7//7///y77/7 ///7//Z имеет Mecid защитное действие, при условии - 7-, 1,0, защитное действие отсутствует, - ,0 на разгруженных участках с течением времени защитное действие прекратилось. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петухов И, М. и др. Защитные пласты и недра, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 21 F 5/00, 1978 (прототип).

/4г

г т iOit Оп-2 юпг; Юп

у

.;

Y/////////A

101 Юг Юз Wv Wn-l 10п1 10n

Y////////7//

f/«

fPut.i