Спосіб визначення джерел метановиділення з підробленого масиву

Реферат: Спосіб визначення джерел метановиділення з підробленого масиву, що включає визначення граничної відстані ( Hp ) по нормалі між пластом, що розробляється, і зближеними пластами, при якій метановиділення з останнього практично дорівнює нулю, і встановлення кількості всіх вугільних і порідних пластів, що містять газ метан, відстань від яких до пласта, що розробляється, менше встановленої граничної, причому експериментальним шляхом визначають відстань від монтажної виробки до очисного вибою Lm на момент максимального газовиділення в свердловини підземної дегазації і потім розраховують граничну відстань Hp UA 71926 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ДЖЕРЕЛ МЕТАНОВИДІЛЕННЯ З ПІДРОБЛЕНОГО МАСИВУ UA 71926 U UA 71926 U 5 Корисна модель належить до вугільної промисловості і може бути використана при прогнозі газоносності підземних гірничих виробок, на основі якої здійснюється проектування вентиляції вугільних шахт і окремих виїмкових дільниць, вибір способів і засобів управління метановиділенням, розрахунок параметрів свердловин дегазації і вирішення інших завдань, пов'язаних із забезпеченням безпечних умов праці. Відомий спосіб визначення джерел метановиділення з підробленого масиву, що включає розрахунок граничної відстані ( Hp ) і виявлення всіх вугільних і порідних пластів, що містять газ метан, відстань від яких до пласта, що розробляється, менше встановленої граничної ( Відстань ( 10 Hp Hp ). ) запропоновано розраховувати як суму з двох доданків - висоти зони безладного h б. о обвалення і відстані hm розповсюдження тріщин вище цієї зони [Иотенко Б. И. Прогноз метановыделения на выемочном участке при первичной посадке непосредственной и основной кровли. / Сборник МакНИИ № 1 (23)/ Макеевка: МакНИИ - 2009. - С. 24-28]. h Спосіб має наступні недоліки. Для розрахунку величини б. о використовуються коефіцієнти розпушування і ущільнення порід безпосередньої покрівлі. Проте їх значення не 15 диференційовані по міцності і літологічному складу порід. Відстань hm розраховується по формулі, що не враховує фізико-механічні властивості порід, і тому для будь-яких масивів виходять рівні значення hm , що не відповідає натурним спостереженням. У дослідженнях зарубіжних авторів Шульца і Штюффкена [Козловский Б. Прогнозирование метановой опасности в угольных шахтах / Б. Козловский: Пер. с польского. - Μ.: Недра, 1975. 20 152 с] запропоновано величину Hp приймати для всіх можливих умов постійною і рівною H відповідно 160 і 120 м, хоча за експериментальними спостереженнями p набуває різних значень залежно від гірничо-геологічних умов відробки. Найбільш близьким по суті є спосіб викладений в нормативному документі [Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт / ред. кол.: С. В. Янко [и др.]; под ред. С. В. Янко. 25 H Киев: Основа, 1994. - 311 с] який включає розрахунок граничної відстані ( p ) і виявлення всіх вугільних і порідних пластів, що містять газ метан, відстань від яких до пласта, що H H розробляється, менше встановленої граничної ( p ). Відстань p розраховується по формулі, що включає ряд параметрів (довжина лави, вихід летючих речовин, кут падіння пласта) і коефіцієнтів, що враховують спосіб управління покрівлею і ступінь метаморфізму гірського 30 35 H масиву. Проте, як свідчить багаторічне використання способу, формула за визначенням p дає не достатньо точні результати, а іноді і результати, що суперечать фізичному сенсу. Причина в тому, що рівняння отримане при статистичній обробці бази даних, яка неадекватно відображає процеси зрушення підроблених порід і десорбції газу з вугілля. Технічною задачею винаходу є удосконалення способу визначення джерел газовиділення з підробленого масиву шляхом контролю газовиділення зі свердловин підземної дегазації і розвитку процесу зрушення порід в масиві, що підробляється. Реалізація поставленого завдання дозволяє підвищити точність прогнозу метановості і відповідно підвищити ефективність проектних заходів щодо вентиляції і дегазації виїмкових дільниць. Поставлена задача досягається тим, що в способі визначення джерел метановиділення з H 40 підробленого масиву, що включає визначення граничної відстані ( p ) по нормалі між пластом, що розробляється, і зближеними пластами, при якій метановиділення з останнього практично дорівнює нулю, і встановлення кількості всіх вугільних і порідних пластів, що містять газ метан, відстань від яких до пласта, що розробляється, менше встановленої граничної, згідно корисної моделі, експериментальним шляхом визначають відстань від монтажної виробки до очисного 45 вибою Lm на момент максимального газовиділення в свердловини підземної дегазації і потім розраховують граничну відстань Hp по формулі: L  tg Hp  m 2 , Lm - відстань від очисного вибою до монтажної виробки на момент максимального метановиділення в свердловини підземної дегазації; 1 UA 71926 U  - кут повних зрушень, що приймається по нормативних документах або визначається іншим способом. H На кресленні приведена розрахункова схема для визначення граничної відстані p з використанням кута повних зрушень (  ), що приймається по нормативних документах або 5 визначається іншим способом, і експериментально встановленої відстані ( Lm ) від очисного I 10 15 вибою до монтажної виробки на момент максимального метановиділення ( m ) в контрольну свердловину. Спосіб здійснюється таким чином. До початку роботи лави з боку монтажної виробки в покрівлю пласта буриться контрольна свердловина підземної дегазації до першого супутника, що знаходиться вище за зону безладного обвалення. В процесі відробки виїмкової дільниці контролюється метановиділення в цій свердловині і відповідна відстань ( Lm ) від очисного вибою до монтажної виробки. Таким чином реєструється динаміка метановиділення в контрольну свердловину, що включає початок метановиділення і досягнення його максимального значення. Максимум метановиділення свідчить про те, що при розвитку в масиві зрушення вгору від пласта, що розробляється, процес розвантаження порід від гірського тиску охопив всі джерела метановиділення, газ з яких може потрапити у вентиляційні струмені виїмкової дільниці. Звідси витікає, що потужність розвантаженої покрівлі відпрацьованого пласта в період максимального метановиділення H 20 дорівнює шуканій граничній відстані ( p ) по нормалі між пластом, що розробляється і зближеними пластами, при якої метановиділення з останнього практично дорівнює нулю. Тому розрахунок відстані p можна проводити з використанням кута повних зрушень (  ), що приймається по нормативних документах або визначається іншим способом, і H експериментально встановленої відстані ( Lm ) від очисного вибою до монтажної виробки на момент максимального метановиділення в контрольну свердловину по формулі: Hp  25 Lm  tg 2 . H Використовуючи розрахункове значення p і встановивши по структурній геологічній колонці розташування всіх газоносних вугільних і порідних пластів, визначають джерела метановиділення в гірничі виробки, відстань від яких до пласта, що розробляється, менше встановленого граничного ( 30 35 Hp ). З вище наведеного витікає, що за рахунок експериментального Lm визначення відстані ( ) від очисного вибою до монтажної виробки на момент максимального метановиділення в контрольну свердловину для конкретних умов надійно визначається потужність розвантаженої покрівлі і отже всі породні і вугільні пласти, що містять метан, виділення якого відбувається у вентиляційні струмені виїмкової дільниці. Надійне визначення джерел метановиділення дозволяє точніше прогнозувати метановість виїмкових дільниць і ефективніше проектувати заходи щодо вентиляції і дегазації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Спосіб визначення джерел метановиділення з підробленого масиву, що включає визначення граничної відстані ( Hp ) по нормалі між пластом, що розробляється, і зближеними пластами, при якій метановиділення з останнього практично дорівнює нулю, і встановлення кількості всіх вугільних і порідних пластів, що містять газ метан, відстань від яких до пласта, що розробляється, менше встановленої граничної, який відрізняється тим, що експериментальним шляхом визначають відстань від монтажної виробки до очисного вибою Lm на момент максимального газовиділення в свердловини підземної дегазації і потім розраховують граничну відстань Hp по формулі: Hp  Lm  tg , 2 - відстань від очисного вибою до монтажної виробки на момент максимального метановиділення в свердловини підземної дегазації;  - кут повних зрушень, що приймається по нормативних документах або визначається іншим способом. Lm 50 2 UA 71926 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 3