Спосіб прогнозу викидонебезпеки вугільних пластів

Спосіб прогнозу викидонебезпеки вугільних пластів, що полягає в бурінні свердловин, відборі проб вугілля, який відрізняється тим, що проби відбирають через кожні 10 метрів вибою за довжиною лави гірничої виробки, визначають показник окисненості вугілля K г з наступного співвідношення: Запропоноване технічне рішення належить до гірничої справи і може використовуватися при визначенні категорії викидонебезпеки вугільних пластів. У процесі ведення робіт у підземних гірничих виробках по газоносних пластах і породах можуть статися газодинамічні явища (далі - ГДЯ). Вугільні пласти та породи, на яких ставалися або можуть статися ГДЯ, відносять до схильних до газодинамічних явищ і підрозділяють на небезпечні та загрозливі. Відомий спосіб віднесення шахтопластів до небезпечних за викидами вугілля та газу за комплексним показником ступеня метаморфізму М з урахуванням виходу летких речовин, природної газоносності та глибини розробки. Під час проведення геологорозвідувальних робіт відбирають проби вугілля зі свердловин, пробурених з поверхні, і в лабораторних умовах знаходять значення виходу летких речовин і товщини пластичного шару, а потім визначають комплексний показник ступеня метаморфізму М (див. Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ СОУ 10.1.00174088.011-2005). При V daf від 9% до 29% комплексний показник М обчислюють за формулою: K г  17( А  В) / 100  G, мг  екв. КОН , де A - кількість 0,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртового розчину КОН в "холостому" експерименті, мл; B - кількість 0,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртного розчину KOH після 120 годинної взаємодії з вугіллям, мл; G - наважка вугілля, г; 17 - еквівалентна вага гідроксилів, а пласт відносять до викидонебезпечного, якщо значення 61809 M  ( 4V daf  91) /( y  2,9)  24 . Шахтопласт відносять до невикидонебезпечного, якщо комплексний показник ступеня метаморфізму M  27,7 . До недоліків способу необхідно віднести те, що комплексний показник визначається по досліджуваних пробах, відібраних зі свердловин, які пробурені з поверхні і рідко розташовані на полі шахти. Часто цей показник, розрахований для одного і того ж пласта, може як перевищувати критичний рівень, так бути й нижчим. Це створює невизначеність при віднесенні пласта до тієї або іншої категорії викидонебезпеки. Крім того, не враховується зміна ступеня викидонебезпеки зі збільшенням глибини гірничих робіт. (11) При V daf більше 29% UA V daf - вихід летких речовин, %; y - товщина пластичного шару, мм. (19) M  V daf  0,16y , де (13) U K г  128 мг  еквКОН . , 3 У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення способу прогнозу викидонебезпеки вугільних пластів, у якому використання нового показника дозволить підвищити надійність віднесення пластів до тієї або іншої категорії небезпеки за раптовими викидами. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в способі прогнозу викидонебезпеки вугільних пластів, що полягає в бурінні свердловин, відборі проб вугілля, згідно з корисною моделлю, проби відбирають через кожні 10 метрів вибою за довжиною лави гірничої виробки, визначають пог казник окисненості вугілля K з наступного співвідношення: K г  17( А  В) / 100  G,мг  екв.КОН , де А - кількість 0,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртового розчину КОН в «холостому» експерименті, мл; В - кількість 0,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртного розчину КОН після 120 годинної взаємодії з вугіллям, мл; G - наважка вугілля, г; 17 - еквівалентна вага гідроксилів, а пласт відносять до викидонебезпечного, якщо значення K г  128 мг  екв КОН . , Аналіз проб, доставлених у лабораторії Макіївського науково-дослідного інституту з шахт, на яких відбулися викиди вугілля, показав, що одним з найбільш Інформативних показників викидонебезпеки є такий показник, як окисненість вугілля. Було досліджено 124 проби, які відібрано на безпечних пластах, і визначено значення окисненості вугілля (в умовних одиницях). Статична обробка даних показує таке: інтервал змінення від 0,8 до 4,8 од. при нормальному законі розподілу, середньоарифметичне значення 2,43 од., стандартне відхилення 0,87 од. Значення окисненості вугілля у пробах зі свідомо викидонебезпечних пластів мають такі статистичні характеристики: інтервал змінення від 0,2 до 1,6 од., середньоарифметичне значення 0,72 од. стандартне відхилення 0,28 од. Порівняння значень окисненості і дозволило визначити новий показник викидонебезпеки. Спосіб здійснюють так. У очисному вибої з оголеної поверхні вугільного пласта через кожні 10 м по довжині лави відбирають проби вугілля. 61809 4 При складній будові пласта проби відбирають відповідно з кожної його пачки. У підготовчих виробках відбирають одну пробу. У лабораторії проби просушують в сушильній шафі при температурі 50±5°С протягом двох годин, а потім подрібнюють. Розмір частки має бути не більше ніж 0,2 мм. З подрібненої проби відбирають наважку вагою 1,0 г і поміщають в скляну ємність. Потім заливають 50,0 мл 0,1N спиртним розчином їдкого калі (КОН), герметично закривають і залишають на 120 годин настоюватися, періодично збовтуючи, для установлення рівноваги. Після закінчення зазначеного часу відбирають 25,0 мл устояного розчину їдкого калі і титрують 0,1N розчином соляної кислоти за наявності фенолфталеїну. Паралельно ставлять холостий експеримент, тобто без досліджуваної речовини. Сумарний вміст фенольних і карбоксильних гіг дроксилів, тобто міра окисненості вугілля K - виражається в міліграм-еквІвалентах на 100 г безводного вугілля. Розрахунок виконують за формулою: K г  17( А  В) / 100  G,мг  екв.КОН , де A - кількість 0,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртового розчину КОН у холостому експерименті, мл; B - кількість 1,1N розчину кислоти, витраченого на титрування 25 мл спиртового розчину КОН після 120-годинної взаємодії з вугіллям, мл; G - наважка вугілля, г; 17 - еквівалентна вага гідроксилів. Пласт відносять до викидонебезпечних, якщо значення K г  128 мг  екв КОН . , Для конкретних шахтопластів верхню межу критерію може бути уточнено у міру накопичення інформації - понад 35 вимірів окисненості вугілля таким чином: верхню межу критерію визначають множенням середнього значення з вибірки на потрійне квадратичне відхилення. Використання запропонованого способу дозволить підвищити надійність віднесення шахтопластів за категорією викидонебезпеки й вести періодичний контроль стану вугільних пластів, а також прогнозувати викидонебезпеку на різних стадіях розробки. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 61809 6 Підписне Тираж 23 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