Спосіб прогнозу геологічних порушень

Спосіб прогнозу геологічних порушень, що полягає в кріпленні сейсмоприймача поблизу вибою гірничої виробки, реєстрації техногенного акустичного сигналу під час дії на вибій гірничого обладнання, визначенні коефіцієнта К, який дорівнює відношенню високочастотної складової спектра акустичного сигналу до низькочастотної, який відрізняється тим, що визначають частоту Fp максимуму спектра, фонові значення коефіцієнта Кф і частоти Fp. ф, a про знаходження геологічного порушення попереду вибою виробки судять по збільшенню в п'ять і більше разів суми Pg відношень цих параметрів до їх фонових значень: Pg = К/Кф + Fp/Fр.ф, Pg 5. (19) (21) u201006256 (22) 25.05.2010 (24) 10.12.2010 (46) 10.12.2010, Бюл.№ 23, 2010 р. (72) РУБІНСЬКИЙ ОЛЕКСІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КОЛЧИН ГЕНАДІЙ ІВАНОВИЧ, НИКИФОРОВ ОЛЕКСІЙ ВІКТОРОВИЧ, РАДЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ГРИГОРОВИЧ, БОГОУДИНОВ РУСЛАН МУХАМЕТОВИЧ, РИЖКОВ МИХАЙЛО ФЕДОРОВИЧ, АЛЕКСЄЄВ ЄГОР ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ МАКІЇВСЬКИЙ НАУКОВОДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ З БЕЗПЕКИ РОБІТ У ГІРНИЧІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ 3 55577 що полягає в кріпленні сейсмоприймача поблизу вибою гірничої виробки, реєстрації техногенного акустичного сигналу під час дії на вибій гірничого обладнання, визначенні коефіцієнта К, який дорівнює відношенню високочастотної складової спектру акустичного сигналу до низькочастотної, згідно корисної моделі, визначають частоту Fp максимуму спектру, фонові значення коефіцієнта Кф і частоти Fp.ф, а про знаходження геологічного порушення попереду вибою виробки судять по збільшенню в п'ять і більше разів суми Pg відношень цих параметрів до їх фонових значень: Pg=K/Kф+Fp/ Fp.ф , Pg 5 Для обґрунтування можливості прогнозування геологічних порушень за параметрами акустичного сигналу - частоті максимуму спектру (Fp) і коефіцієнту (К), який є відношенням високочастотної складової спектру до низькочастотної, було виконано аналіз результатів багатолітнього прогнозу 4 викидонебезпеки на шахтах "Комсомолець Донбасу" (з 1996 p.), ім. О. Ф. Засядька (з 1998 p.), "Красноліманська" (з 1999 p.). На фігурі 1 наведено значення сумарного коефіцієнта Pg під час переходу флексури (плікативне порушення) вибоєм повітроподавальної виробки 7-ої південної лави пласта l3 горизонту 418 м шахти "Комсомолець Донбасу". У районі порушення сталося раптове витискування вугільного пласта, один з видів газодинамічного явища. У таблиці наведені відношення максимальних значень параметрів спектра акустичного сигналу до фонових значень при кількості пересічень вибоєм зон геологічних порушень від 2 до 19. Причому, мінімальні значення зафіксовані під час перетинання виробкою двох зон тектонічних тріщин. Цей приклад підтверджує необхідність використання для прогнозу геологічних порушень суму відношень Fp i К до фонових Fp.ф і Кф значень. Таблиця розривні Сума 7,81 4,75 5,65 10,40 сингенетичні "Комсомолець Донбасу" Відношення макс./фон. Fp, К 3,85 3,96 плікативні Найменування шахти Тип геологічного порушення 4,20 7,70 11,90 1,52 3,00 4,50 зона тектонічних тріщин iм. О. Ф. Засядька, розривні 3,95 4,09 8,04 р пласт l1 плікативні 4,00 14,00 18,00 сингенетичні 5,56 10,20 15,58 iм. О. Ф. Засядька, пласт m3 розривні 3,18 3,64 6,82 "Краснолиманська" розривні 3,13 4,20 7,33 Аналіз зміни параметрів спектру акустичного сигналу виконаний за результатами 57 випадків перетинання вибоями (переважно, підготовчими) порушень різного типа: 42 - розривних, 8 - плікативних, 5 - сингенетичних, 2 - зони тектонічних тріщин. На фігурі 2 наведено розподіл вірогідності коефіцієнта Pg за його величиною в зонах геологічних порушень. Спосіб здійснюють так. Для реєстрації техногенного акустичного сигналу, на відстані 10-50 м від вибою, залежно від засобів дії на вуглепородний масив (робота комбайна, буріння шпурів, імпульсне збудження ударним інструментом тощо), закріплюють сейсмоприймач, що перетворює пружні коливання масиву в електричний сигнал звукової частоти (акустичний). Використовуючи швидке перетворення Фур'є, обчислюють спектр акустичного сигналу і визначають інформативні параметри: частоту максимальної амплітуди (Fp) і відношення високочастотної складової до низькочастотної (К) і суму їх відношень до фонових значень - коефіцієнт Pg. Реєстрацію і обчислення прогностичних параметрів здійснюють безперервно протягом всього часу дії механізмів на вибій, а по його завершенню обчислюють значення коефіцієнта Pg по перевищенню критичного рівня та здійснюють висновок про наближення вибою до геологічного порушення. Фонові значення знаходять за такою методикою: із вибірки 25 значень попередніх циклів вимірювань параметрів виключають аномальні значення й потім обчислюють середні з трьох мінімальних, які приймають за фонові значення. Знаходять відношення набутих в циклі значень К і Fp до їх фонових значень і, якщо значення суми відношень обох параметрів перевищують 5, роблять висновок про знаходження попереду забою геологічного порушення. Використання запропонованого способу дозволяє на 5 - 30 метрів, залежно від інтенсивності, виявляти геологічні порушення. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 55577 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601