Спосіб визначення місцезнаходження геологічного порушення вугільного пласта

Спосіб визначення місцезнаходження геологічного порушення вугільного пласта, при якому бурять свердловини в пласті, відбирають і аналізують проби, який відрізняється тим, що спочатку бурять свердловини у вугільному пласті без геологічного порушення, свердловини розташовують паралельно площі пласта по його товщині на рівних відстанях один від одного і відбирають проби через рівні інтервали по глибині кожної свердловини, готують з проб зразки і визначають кількість протоновмісних компонентів у зразку, усереднюють дані, отримані від всіх свердловин, усереднене значення приймають за базове, Sбаз , потім повторюють ті ж самі дії на ділянці досліджуваного вугільного пласта і визначають кількість протоновмісних компонентів на ділянці, Sдос , вводять кри Корисна модель належить до гірничого виробництва, зокрема, до способів прогнозу дрібно амплітудних геологічних порушень із амплітудою 2-3 метри при проведенні очисних і підготовчих виробок на вугільних пластах, небезпечних і таких, що загрожують по раптових викидах вугілля й газу. Відомий спосіб визначення зон геологічних порушень по акустичній емісії вугільного масиву (СОУ П.10.1.00174088.017:2009 "Правила перетинання гірничими виробками зон геологічних порушень на пластах, схильних до раптових викидів вугілля й газу»). Спосіб містить у собі буріння у виробках свердловин, установку в них сейсмоприймачів, які реєструють механічні коливання звукової частоти, які виникають у гірничому масиві внаслідок перерозподілу напруг у процесі ведення гірничих робіт і перетворюють їх в електричні сигнали, які передають по провідній лінії на поверхню й за допомогою існуючої методики визначають небезпечні зони в гірничому масиві. Основним недоліком даного способу є високий відсоток помилок першого роду, тому що швид кість пружних хвиль, обмірювана у вугільному масиві різного ступеня тріщинуватості, є не щирої, а усередненої по всій площі вугільного пласта. У цілому ймовірність визначення геологічних порушень на основі сейсмоакустичних методів не перевищує 50 % і не дозволяє визначати місця розташування дрібно амплітудних геологічних порушень. Найбільш близьким до способу, що заявляється, по послідовності виконуваних дій є спосіб визначення місця розташування зони геологічного порушення в гіпсовому пласті, що описаний в а. с 4 СРСР № 1185290, МПК : G01V 9/00, опуб. 15.10.85. Бюл. № 38. Відомий спосіб полягає в тому, що з очисного вибою бурять свердловини, беруть керн і аналізують його, за отриманими даними судять про місце розташування порушення. Даний спосіб використовується для визначення місця розташування зони геологічного порушення в гіпсовому пласті. Стосовно до вугільного масиву він неприйнятний, оскільки відібрати керн по вугіллю практично неможливо через високу терій B як відношення базового значення протоновмісних компонентів до значення протоновмісних компонентів на ділянці, що досліS джується, B  баз і вважають, що при значенні Sдос (19) UA (11) 62483 (13) U критерію B  12 ділянка вугільного пласта містить , геологічне порушення. 3 анізотропію міцності вугілля на стискання і розтягання. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу визначення місцезнаходження геологічного порушення вугільного пласта шляхом дослідження зразків вугільного пласта із застосуванням встановленого авторами параметра, що є критерієм, який дозволить підвищити точність визначення місця знаходження дрібно амплітудних геологічних порушень у пласті. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі визначення місцезнаходження геологічного порушення вугільного пласта, при якому бурять свердловини в пласті, відбирають і аналізують проби, відповідно до корисної моделі, спочатку бурять свердловини у вугільному пласті без геологічного порушення, свердловини розташовують паралельно площі пласта по його товщині на рівних відстанях один від одного і відбирають проби через рівні інтервали по глибині кожної свердловини, готують з проб зразки і визначають кількість протоновмісних компонентів у зразку, усереднюють дані отримані від всіх свердловин, усереднене значення приймають за базове, Sбаз , потім повторюють ті ж самі дії на ділянці досліджуваного вугільного пласта і визначають кількість протоновмісних компонентів на ділянці, Sдос , вводять критерій В як відношення базового значення протоновмісних компонентів до значення протоновмісних компонентів на ділянці, що досліджується, S B  баз і вважають, що при значенні критерію Sдос В>1,2 ділянка вугільного пласта містить геологічне порушення. За основу при виборі параметра, що є критерієм В визначення місця розташування дрібно амплітудних геологічних порушень, узяті результати натурних досліджень, що враховують ступінь зміни daf (зменшення) виходу летких V у вугіллях, що перебувають у зоні порушення. У роботі "Розривні порушення вугільних шарів (за матеріалами шахтної геології)» И.С. Гарбер, В.Е. Григор'єв, Ю.Н. Дупак і ін., Надра, 1979. 190 с., було відзначено, що в зонах інтенсивного геологічного порушення вугілля зменшується вихід летких на 3-5 % у порівнянні із зонами без геологічних порушень. При цьому під виходом летких мається на увазі десорбція хімічних сполук СnНn, зміст яких, як правило, визначається температурою порід, що вміщають. Фактично, вимірюючи вміст протонів водню у вугіллі однієї марки із зон з різним ступенем порушення можна прогнозувати наявність геологічних порушень вугілля. Для забезпечення можливості прогнозування геологічних порушень спочатку визначають вміст протонів у вугіллі в пласті без геологічних порушень, а потім на ділянці досліджуваного вугільного пласта. Для цього бурять свердловини паралельно площі пласта по його товщині на рівних відстанях друг від друга і відбирають проби через рівні інтервали по глибині кожної свердловини. Із проб готують зразки, подрібнюючи й видаляючи з них вологу, потім визначають кількість протоновмісних 62483 4 компонентів у зразках, використовуючи ядерний 1 магнітний резонанс (ЯМР Н), що на даний момент є одним із найбільш точних методів оцінки стану і змісту протонів водню у вугільних зразках. Усереднення даних, отриманих від всіх свердловин, проводять із метою виключення помилок при вимірах і підвищення точності. Усереднені дані по свердловинах, отримані в пласті без геологічних порушень, приймають за базове, Sбаз , на досліджуваній ділянці вугільного шару - Sдос . Потім проводять порівняння даних Sиссл з Sдос i по встановленій закономірності визначають місце розташування дрібно амплітудних геологічних порушень. У процесі досліджень авторами була проведена оцінка шести геологічних порушень і встановлено, що вихід летких у зоні порушення зменшується на 5-7 % і, відповідно, інтенсивність спектрів ЯМР сигналу на 20-27 %, що підтверджує правильність вибору авторами параметра, що є критерієм. Відповідно до правил ведення гірських робіт на шарах, схильних до газодинамічних явищ - СОУ 10.1.001744088.011-2005р. Додаток В, при наближенні вибою виробки до зони прогнозованого геологічного порушення з відстані не менш 20 м необхідно бурити розвідницькі свердловини з метою уточнення місця розташування порушення. Дана методологія виправдана, коли прогнозуються геологічні порушення розривного типу із заміщенням вугільного пласта породою. Тому поява породи в буровому дріб'язку однозначно свідчить про зустріч геологічного порушення. Однак значна частина геологічних порушень формується за рахунок часткового зсуву вугільного пласта, так що безперервність його зберігається. У цьому випадку вищенаведена методологія прогнозу не дає однозначної відповіді. У цьому випадку ефективним є запропонований авторами спосіб. Як і в стандартній методиці за 20 м перед геологічним порушенням починають бурити дві розвідницькі свердловини, але через кожні 0,7-1,0 м відбирають вугільні проби для визначення протоновмісних компонентів і визначення по ним параметра В. Випробування способу по визначенню місцеположення геологічного порушення у вугільному пласті проводилися при проведенні 18 західного конвеєрного штреку по пласту m3 на шахті ім. О.Ф. Засядька. По даним геологічної служби шахти орієнтовно, на основі ведення очисних робіт на горизонтах, що лежать вище, прогнозувалося перетинання вибоєм конвеєрного штреку дрібно амплітудного порушення між пікетами 1150 і 1200 м. Починаючи з пікету 1130 м і до пікету 1150 м, з кутків вибою бурилися дві розвідницькі свердловини по вугільному масиву пласта m3 по напрямку його руху. Через кожні 0,7-1 м буріння відбиралися проби вугілля й доставлялися в лабораторію для визначення вмісту протоновмісних компонент ( Sдос , Sбаз ) на установці ЯМР. Починаючи з пікету 1150 м, буріння й відбір проб тривали, але при 5 цьому визначалася Sдос і, з урахуванням попереднього значення Sбаз , розраховувався параметр В. Координати входу і виходу оцінювалися при значенні параметра В>=1,2. Результати вимірів наведені в таблиці (див. фіг. 1). На фіг. 2 показане геологічне порушення, яке визначене способом що заявляється, і виявлене після розкриття вибоєм 18 західного конвеєрного штреку пласта m3 (ПК118) шахти ім. О.Ф. Засядька. Глибина розробки пласта - 1300 м, кут падіння Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 62483 6 зміщення 3-10°. При бурінні пласта довжиною 50 м на прогноз із ПК113 зустрінуте порушення типу підкид, амплітуда зсуву пласта Н=0,38 м, зона впливу порушення ≈10 м. Аналіз наведених результатів свідчить, про те, що дрібно амплітудне геологічне порушення було прогнозовано між пікетами 1170 і 1180 м. Виявлений вид геологічного порушення, після розкриття його гірничими роботами (фіг. 1) при значенні параметра В>1,2, свідчить про надійність критерію й запропонованого способу прогнозу. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601