Способ контроля выбросоопасности угольных пластов Советский патент 1982 года по МПК E21F5/00 

(5) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов, к внезапным выбросам угля и газа. Известен способ прогноза выбросоопасности, основанный на измерении начальной скорости газовыДеления, коэффициента крепости угля и мощности пласта, Если выработка проводится в неопасной зоне, прогноз осуществляется лишь по величине начага ной скорости газовыделения, измеренной в шпурах длиной 3,5 м, не более, чем через 2 мин после окончания их бурения, зона считается опасной, если скорость газоаыделения превышает 5 л/мин l . Недостатком способа является то, что величина начальной скорости газо выделенйя отражает количество газа, выделившегося из стенок интервала скважины через 2-3 мин после окончания его бурения, и поэтому не может быть достоверным критерием выбросоопасности массива, о чем свидетельствуют случаи внезапных выбросов при прогнозе неопасно. Анализ этих выбросов показал, что в выбросоопасных зонах, представленных перемятыми, сильно нарушенными углями, процесс бурения по пласту сопровождается интенсивным газовыделением и значительным разрушением стенок скважины. Это особенно заметно в зонах концентраций напряжений, где разрушение стенок скважины и дренах газа происходят практически вслед за подвиганием буровой коронки. В таких случаях уже в процессе бурения теряется та активная часть газа, которая участвует в развязывании внезапных выбросов, а через 2 мин после окончания бурения имеет место низкая скорость газовыделения, что приводит к ошибкам прогноза выбросоопасности. 39 Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля выбросоопас ности угольных пластов, включающий поинтервальное бурение контрольной скважины, герметизацию ее устья, измерение фонового газовыделенйя из пробуренной части скважины, измерени времени бурения интервала скважины и выделившегося во время бурения объ ема газа 2 . Недостатком этого способа является значительная трудоемкость процесса поинтервальных измерений начал ной скорости газовыделения, которая обусловлена необходимостью демонтажа (развинчивания) и извлечения всего .става бурового инструмента после окончания бурения каждого интервала скважины, доводки в нее герметизато ра и его распора. По окончании замера начальной скорости газовыделения Тгерметизатор необходимо также демонтировать и извлекать из скважины, а в нее досылать и вноръ монтировать буровой став для бурения очередного интервала. Такая технология измерени требует больших затрат времени и в сложных горнотехниьйских условиях не позволяет измерить газовыделение даже ерез 2-3 мин после окончания бурения интервала скважины и кроме того, в способе отсутствует учет ориен тировки измерительных скважин относи тельно направления кливажных трещин пласта, от которого существенно зависит дебит газа из скважин. Цель изобретения - повышение надежности контроля и технологичности измерения. Поставленная цель достигается тем что в способе контроля выбросоопасновключающем поин сти угольных пластов, тервальное бурение контрольной скважины, герметизацию ее устья, измерение фонового газовыделения из пробуренной части скважины, измерение времени бурения интервала скважины и выделившегося во время бурения объ,ема газа контрольную скважину бурят под углом 70-100 к направлению кливажных трещин, герметизацию скважины производят на поверхности забоя или в скважине на глубине 0,75-0,5 м, при этом величину Максимального газовыделения в процессе поинтервального бурения определяют по формуле V 3 д5 - - J м /мин 0 где V - объем газа, выделившегося в процессе бурения, м ; t - время бурения интервала скважины, мин; 3 - фоновое газовыделение из пробуренного участка скважины перед началом бурения ее ин. тервала, м /мин. и при Qg 5-21+3 зону угольного пласта относят к выбросоопасной, при g5-i.21 + 3 к невыбросоопасной, где Е. - глубина бурения интервала скважины.. Способ осуществляют следующим образом. Контрольную скважину закладывают в месте выработки, чтобы ее можно было бурить под углом 70-110 к направлению кливажных трещин. Устье будущей скважины с помощью устройства ПИГ герметизируют или на поверхности забоя, или в скважине глубиной 0,75-0,5 м. Герметизация устья скважины производится стауионарнои сохраняется в течение всего периода измерений . В устройство ПИГ вводят буровую штангу, подключают к нему газосчетчик и штыбосборник и с помощью ручного сверла бурят метровыми интерваглами скважину диаметром k2 мм. Измерение дебитов газа при постоянной герметизации усУья скважины осуществляют бытовыми газосчетчиками ГКФ-6, ГКФ-2,5 или с помощью расходомера газа ПГ-2МА. На каждом интервале бурения измеряют.фоновое газовыделение J из уже пробуренного участка скважины и объем газа V, выделившегося при бурении интервала скважины за время t, а деби газа gg в про- . цессе бурения определяют по формуле - J м /мин 95 .t где V - объем газа, выделившегося в процессе бурения интервала скважины, м ; J - фоновое газовыделение перед началом бурения интервала скважин, м /мин; t - время бурения интервала скважины, мин. За весь период измерений бу.ровой став из скважины не извлекают, а его лишь наращивают для бурения очередных интервалов. На основании инструментальных измерений, выполненных на шихтопластах,