Спосіб прогнозу викидонебезпечних зон у вугільному пласті

(II) sr (5D5 E 21 F 5/00 ЕРЖАВНЕ ATEHTHE 1ДОМСТВО .4} СПОСІБ ПРОГНОЗУ ВИКИДОНЕБЕЗПЕЧНИХ ЗОН У ВУГІЛЬНОМУ ПЛАСТІ 1 0)94260692, 09.03.93 1)5008047/03 2)15.07.91. SU 6)28.12,94. Бюл. № 7-І 6} 1. Инструкция по безопасному ведению >рных работ на пластах, опасных по внешным выбросам угля, породы и газа. М., 189. с. 30-41. 2, Авторское свидетельство СССР 1208270, кл. Е21 F 6/00, 1980 (прототип). 1) Паршиков Микола Борисович 2) Паршиков Микола Борисович 3) Паршиков Микола Борисович, UA 7) Способ прогноза выбросоопасных зон в ольном пласге, включающий измерение устической эмиссии, сравнение ее с крической, измерение скорости газосыделеія при акустической эмиссии более ее итического значения и установление вы•осоопасной зоны по снижению критериьных з н а ч е н и й г а з о в ы д е л е н и я или акустической эмиссии ниже критических, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве критериальных значений газовыделения используют коэффициент вариации скорости газовыделения, дополнительно измеряют скорость газовыделения с поверхности забоя при значении акустической эмиссии менее ее критического значения и определяют при этом коэффициент вариации скорости газовыделения, а зону в угольном ппасте считают опасной по внезапным выбросам угля и газа, если коэффициент вариации, определенный в зоне с акустической эмиссией, превышающей критическое ее значение, больше коэффициента вариации в зоне с акустической эмиссией менее критического значения, причем опасной зону считают до тех пор, когда коэффициент вариации скорости газовыделения станет не более коэффициента вариации, определенного в предыдущей зоне с акустической эмиссией менее критического значения. ел ел Изобретение относится к угольной проІШЛЄННОСТИ и может быть использовано и разработке пластов, опасных по внезапм выбросам угля и газа, преимущесівенс забоями, имеющими лотолкоуступную рму. Известны способы прогноза выбросоосных зон в угольном пласте, включающие •иерение акустической эмиссии, срэвнее ее с критической, измерение скорости ювыделения при акустической эмиссии нее ее критического значения и установние выбросоопасной зоны по снижению ктериальных значений газовыделения , ВІДДІЛ іі.'ЛеаТііОЇ | [ інформації І І или акустической эмиссии ниже критических [1J. Известные способы предусматривают измерение акустической эмиссии в угольном пласте и определение выбросоопасных зон путем сравнения с критической. Из известных решений наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ прогноза выбросоопасных зон в угольном пласте [2] Известный способ включает измерение акустической эмиссии, координаты местоположения вы'емочной машины, при этом при акустической эмиссии менее критических 5517 значений весь забой считают невыбросоопасным, а при акустической эмиссии, превышающей критические значения одновременно с замером акустической эмиссии с поверхности забоя сразу после 5 его обнажения производят замер скорости газовыделения и при превышении акустической эмиссией критического значения и снижении газовыделения не менее чем на 50% участок пласта относят к выбросоопасному, 10 а по длине очистного забоя продолжают замер шумности и скорости газовыделения с обнаженной поверхности и зону считают выбросоопасной до того места по длине очистного забоя, где один из замеренных 15 показателей становится менее критического. тех пор, когда коэффициент вариации скорости газовыделения станет не более коэффициента вариации, определенного в предыдущей зоне с акустической эмиссией менее критического значения. Использование отличительных признаков предложенного способа позволит сократить при прогнозировании опасные зоны, в которых могут происходить внезапные выбросы, в результате чего повышается точность и надежность прогноза. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: нижняя часть лавы крутого пласта с потолкоуступной формой забоя, расположение сейсмодатчика, нумерация выемочных циклов (полос) в уступах. Способ осуществляют следующим образом. Устанавливают датчик акустической эмиссии и регистрируют ее. В зоне, акустическую эгииссию в которой регистрируют менее критических значений, одновременно измеряют скорость газовыделения с поверхности забоя. Забой по восстанию (падению) пласта делят на отрезки, содержащие участки с повышенным напряженным состоянием. На крутом падении таким отрезком является уступ, в котором неравномерно распределено напряженное состояние (наибольшее во внутреннем кутке), трещинообразование массива и неоднородности структуры угля. Поэтому при расчете показателя выбросоопасности по скорости газовыделения с поверхности забоя используют вариацию (колеблемость) признака, т.е. коэффициент вариации. К недостаткам способа следует отнести то, что измерение скорости газовыделения только в зонах с акустической эмиссией вы- 20 ше критического значения без сравнения с „замерами в зоне с акустической эмиссией ниже критического значения лишает дополнительной информации для точного определения границ выбросоопасных зон и тем 25 самым снижает надежность прогноза. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа прогноза выбросоопасных зон а угольном пласте, путем изменения методики прогнозирования, 30 что позволит повысить надежность прогноза и, тем самым обеспечить возможность выполнения мероприятий по предотвращению газодинамических явлений. Поставленная задача решается тем, что 35 в известном способе прогноза выбросоопасных зон в угольном пласте, включающем измерение акустической эмиссии, сравне- « ние ее с критической, измерение скорости газовыделения при акустической эмиссии 40 Перед каждым последующим циклом более ее критического значения и установвыемочных работ в каждом отрезке лавы ление выбросоопасной зоны по снижению через определенные интервалы замеряют критериальных значений газовыделения скорость газовыделения, подсчитывают или акустической эмиссии ниже критичесреднеарифметическую величину газовыдеских, согласно изобретению, а качестве ком- 45 ления ІЛ коэффициент вариации. При еходе териальных значений газовыделения забоя в опасную зону, т е. с акустической используют коэффициент вариации скороэмиссией, превышающей критические знасти газовыделения, дополнительно измерячения, измеряют скорость газовыделения, ют скорость газовыделения с поверхности подсчитывают коэффициенты вариации и забоя при значении акустической эмиссии 50 сравнивают их соответственно с максимальменее ее критического значения и определяным значением коэффициента вариации ют при этом коэффициент вариации скороскорости газовыделения, подсчитанным в сти гззешыделения, а зону в угольном пласте спокойной зоне. считают опасной по внезапным выбросам Если в результате замеров и расчетов угля и газа, если коэффициент вариации, оп- 55 получен коэффициент вариации больше, чем ределенный в зоне с акустической эмиссией, в спокойной зоне, то зону считают опасной превышающей критическое ее значение, по внезапным выбросам угля и газа. Выход больше коэффициента вариации в зоне с из опасной по внезапным выбросам зоны акустической эмиссией менее критического определяют по снижению коэффициента вазначения, причем опасной зону считают до риации скорости газовыделения ниже уров 5517 ня, полученного в предыдущей спокойной по акустической эмиссии зоне. П р и м е р: На шахте "Кочегарка" на пласте "Андреевский" осуществляют прогноз выбросоопасных зон в очистном забое. 5 Пласт КА "Андреевский" крутопадающий с потолкоуступной формой забоя. Датчик регистрации акустической эмиссии (I) установлен в нижнем просеке 2. Прогноз осуществляют по восстанию пласта в 10 соответствии с радиусом действия датчика (30 м). Замеры скорости газовыделения с поверхности забоя осуществляют в трех забоях: нижнем просеке (2), первом (3) и втором (4) уступах. Высота забоя в каждой 15 выработке соответственно равна 6 м, 12 м, 10 м. Акустическая эмиссия при выемке полос угля (циклов) № 1-4 наблюдалась ниже критических значений. Следовательно, в ниж- 20 нем просеке, первом и втором уступах регистрировалась спокойная зона. В этих же забоях после каждого цикла выемки через 0,5 м производились замеры скорости газовыделения с поверхности забоя и подсчиты- 25 вался коэффициент вариации. В табл. № 1 приведен расчет коэффициента вариации после первого выемочного цикла в первом уступе. В табл. № 2 показано значение коэффициентов вариации скорости газовыделе- 30 ния на каждом цикле рассматриваемых забоев Как видно из табл. 2 в нижнем просеке в спокойной зоне на четырех циклах коэффициент вариации изменялся в пределах 7-11. 35 Соответственно в первом уступе ~ 11-13, во втором - 7-12. В нижнем просеке на 10, 11 и 12 циклах, т.е. в опасной по акустической * эмиссии зоне коэффициент вариации изменялся от 15 до 17. Это участок пласта, опасный по внезапным выбросам угля и газа по признаку скорости газовыделения. В первом уступе аналогичный участок был на протяжении десяти циклов (f\fe№ 7-16). Во втором уступе опасного по внезапным выбросам участка по признаку коэффициента вариации не было. При прогнозе в первом уступе по признаку коэффициента вариации скорости газовыделения с поверхности забоя уточнено положение зоны, опасной по внезапным выбросам угля и газа: она началась и окончилась на два цикла позже (с № 7 по № 16), а по акустической эмиссии - с № 5 по Ns 14). В нижнем просеке опасная по внезапным выбросам зона по признаку газовыделения определена на трех циклах №N° 10, 11, 12. Это имеет большое практическое значение, так как дает возможность целенаправленно выполнить мероприятия, направленных на предотвращение соответствующих газодинамических явлений. Например, на указанных трех циклах следует выполнять противовыбросные мероприятия, а на остальных семи циклах необходимо выполнение мероприятий по борьбе с обрушениями угля, боковых пород пласта и т.д. Заявленное изобретение предназначено для использования в промышленности, может быть осуществлено с помощью известных средств и методов и при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а следовательно соответствует требованию промышленной применимости. Таблица 1 Пример расчета коэффициента вариации в первом уступе, цикл Вариационный ряд Среднее значение вариационного ряда Простое среднее отклонение Коэффициент вариации 1,5 1,2 Vі! Газовыделение, мл/сек 1А 1,6 1,3 1,4 | 1,3 1,5 | 1, 1 1 ,8 | 2,1 | 1,3 1,5 + 1,2 +1,4 +1.8 +2,1 + 1 3 +1,3 +1,6 + 1,5 + 1.1 +1,3 ( . 1.4 ._ П.5 12 12 - Ї / Л— ' п г 12 ~ — 1,5 мл/сек. 00,3 0,10,3 0,60,2 0,2 0,1 0,40.20,10 12 А 0,2 х 1UU 1,5 X 1UU - 0,13 х 100- 2,5 12 !3 Таблица 2 Значения коэффициентов вгрпгции скорости газовыделения ! Порядковой номер циклов (полос) Ни/:, просек Опасность по а куст. эмиссии Козф. вариации 1 уступ ! Опасность по а куст. эмиссии Коэф. вариации 2 уступ Опасность по а куст. эмиссии Коэф. вариации 1 2 3 4 5 6 7 8 и степень опасности участка по акустической эмиссии 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 • СП СП СП СП 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 СП СП СП СП СП 7 9 11 10 8 б 5 3 4 15 17 16 4 6 8 9 10 7 8 СП СП СП СП 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 СП СП СП СП СП 13 12 11 13 9 7 18 20 19 23 26 21 28 20 29 23 12 11 8 СП СП СП СП СП 0 0 0 0 0 0 0 0 0 СП СП СП СП СП ил ел со 10 12 7 9 4 7 8 9 6 7 10 Примечание; СП - спокойная зона, акустическая эмиссия ниже критических значений. 0 - опасная зона, акустическая эмиссия выше критических значений. 9 11 7 4 3 7 3 8 5517 Упорядник Замовлення 612 Техред М.Моргентал Коректор О.Густі Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101