Спосіб прогнозування небезпеки вугільних пластів по раптовому видавлюванню вугілля

Спосіб прогнозування небезпеки вугільних пластів по раптовому видавлюванню вугілля, який включає буріння свердловин із підготовчої виробки поперед очисного вибою по товщі пласта основної покрівлі, який відрізняється тим, що свердловини бурять паралельно площі вугільного пласта через C2 2 (19) 1 3 90062 4 лювання вугілля на основі сейсмоакустичних меКількісний і ваговий склад компонентів із вмістодів не перевищує 50%. том водню у зразку визначають, наприклад, метоНайбільш близьким до способу який заявлядом ЯМР тому, що цей метод досить точно дозвоється є спосіб прогнозу небезпеки вугільних пласляє розраховувати кількість протонів водню в тів по раптовому видавлюванню вугілля, який опипіщанику по похідній спектрів поглинання. Конценсаний в (СОУ 10.1.00174088.011-2005 «Правила трацію компонент із вмістом водню ΔW визначаведення гірських робіт на шарах, схильних до гають як склад компонентів із концентрацію композодинамічних явищ»). Спосіб включає буріння нентів із вмістом водню вмістом водню у зразку свердловин із підготовчої виробки поперед очиспри температурі 750 і 250°С відповідно ного вибою по товщі пласта основної покрівлі, (ΔW=W 750°С-W 250°С, де W 750°С - концентрація компоодержання керна породи й визначення ступеня нент із вмістом водню при температурі 750°С, a викидонебезпечності по інтенсивності розподілу W250°С концентрація компонент із вмістом водню кернів на диски і утворення в них кільцевих тріщин. при температурі 250°С) Основним недоліком цього способу є відсутДля більш детального вивчення піщанику паність обліку стану порід основної покрівлі вугільноралельно проводять структурний аналіз стану кваго пласту, фазового стану кварцу і кількості компорцу в зразку й визначають концентрацію кварцу в нентів із вмістом водню, які відіграють структурі зразка β-фази. Піщаники являють собою визначальну роль у формуванні небезпечних осеполімінеральне з'єднання з різними типами хімічредків. Так, у створах зон із високотемпературниних зв'язків і можуть бути представлені у вигляді ми фазами кварцу або низьких значень твердофатвердих включень - зерен кварцу й пластичної зної компоненти із вмістом водню можуть матриці - цементу. Основний породоутворюючий формуватися локальні зони у вугільному масиві, мінерал піщаників - кварц може перебувати в декіякі призводять до прояву раптових видавлювань лькох фазах, таких як -кварц, β-кварц, β-тридиміт, вугілля й обваленню безпосередньої покрівлі. β-кристобаліт. В β-фази обсяг змінюється від 0,6 В основу винаходу поставлена задача стводо 17,4%, що призводить до розриву суцільності рення способу прогнозу небезпеки вугільних пласпіщанику з утворенням тріщин різної орієнтації в тів по раптовому видавлюванню вугілля, який заньому. безпечує одержання достовірної інформації про У процесі проведення досліджень, розрахунків стан вугільного пласта шляхом дослідження порід і випробувань, авторами було встановлено, що основної покрівлі пласта за рахунок обліку встанопри виконанні умов, коли концентрація кварцу βвлених авторами закономірностей, які визначають фази в зразку більше 50%, а концентрація компоумови формування осередків раптових видавлюнент із вмістом водню ΔW менш ніж 4%, існує невань вугілля. безпека раптового видавлювання вугілля. Поставлена задача вирішується за рахунок тоСпосіб, що заявляється, пояснюється за дого, що у способі прогнозу небезпеки вугільних плапомогою схем, таблиці і графіка, наведених на стів по раптовому видавлюванню вугілля який Фіг.1, Фіг.2, Фіг.3, Фіг.4. включає, буріння свердловин із підготовчої виробНа Фіг.1 показана схема буріння свердловин ки поперед очисного вибою по товщі пласта осно(вид зверху), вної покрівлі, відповідно до винаходу свердловини На Фіг.2 наведена схема буріння свердловин у бурять паралельно площі вугільного пласта через виробку. інтервали на рівних відстанях одна від одної. ВідНа Фіг.3, 4 приведені, результати дослідження бирають штаб породи через рівні відстані по довфазового стану кварцу і водомісткого компонента жині кожної свердловини і готовлять зі штибу зрав піщанику які зведені в таблицю. зок, висушуючи його й подрібнюючи. Визначають На Фіг.5 наведений графік розподілу фазового кількісний і ваговий склад компонентів із вмістом стану кварцу (С, %) у піщанику і компоненти із вміводню у зразку, наприклад методом ЯМР і обчисстом водню (ΔW, %) по довжині свердловини і полюють концентрацію компонентів із вмістом водню казана збіжність результатів експериментальних ΔW. Паралельно цьому проводять структурний досліджень із результатами геологічної зйомки в аналіз стану кварцу в зразку, наприклад методом шахті. рентгенівської дифракції, і визначають концентраНа схемах представлені свердловини 1, буроцію кварцу β-фази в структурі зразка. За умови, що вий станок 2, підготовчі виробки 3, очисний вибій концентрація кварцу β-фази в зразку більше ніж 4, основна покрівля 5, вугільний пласт 6. 50%, а концентрація компонент із вмістом водню Спосіб прогнозу небезпеки вугільних пластів ΔW менш ніж 4%, судять про зони як про небезпепо раптовому видавлюванню вугілля здійснюється чні. таким чином. За для того, щоб дані по піщанику надалі можСпочатку бурять свердловини 1 (див. Фіг.1), за на було спроектувати на вугільний пласт свердлодопомогою бурового станка 2 із підготовчих виробвини бурять по товщі пласта основної покрівлі паків 3 поперед очисного вибою 4 по товщі пласта ралельно площі вугільного пласта. Свердловини основної покрівлі 5, паралельно площі вугільного бурять на рівних відстанях одна від одної та відпласту 6, через кожні 10 метрів з одночасним відбирають штиб породи через рівні відстані по довбором штабу породи масою 0,10-0,15кг. Потім жині кожної свердловини для одержання достовірштаб породи доставляють в лабораторію, де його ної інформації про стан покрівлі пласта. Рівні висушують при температурі 30-35°С протягом 23відстані необхідні для підвищення вірогідності та 24 годин. За цей час і при даній температурі зі спрощення прогнозу. штабу породи видаляється вільна волога. Після просушки породу дроблять до фракції 0,4-0,5мм. 5 90062 6 Методом ЯМР і методом термогравіметрії визнаекспериментальні дані (див. Фіг.3) які були підтвечають кількість компонентів із вмістом водню у рджені результатами геологічної зйомки в шахті породі (ΔW змінюється від 1,3% до 12,8%). Мето(див. Фіг.4). На Фіг.4 показана зміна фазового стадом рентгенівської дифракції проводять аналіз ну кварцу (С, %) у піщанику пласта l1 і компоненти кількості й фазового стану кварцу в породі, що із вмістом водню (ΔW, %) по довжині свердловини, становить від 10 до 70%. За результатами досліпробуреної із 13 східного конвеєрного штреку. Як джень по довжині свердловин визначають зони із видно із графіка (див. Фіг.4), зона структурних змін високою концентрацією в структурі піщанику βу піщанику і низкою концентрацією компонент із фази (β-фази більше 50%) і низькою концентрацівмістом водню збігається із зоною раптового виєю компонент із вмістом водню (ΔW менш ніж 4%) давлювання вугілля. Це дозволяє застосовувати які є небезпечними по раптовим видавлюванням отримані вище параметри в якості параметрів кривугілля. терію при прогнозі раптових видавлювань вугілля. Установлена авторами закономірність була піУ способі, що заявляється запропоновано нодтверджена в результаті проведення експерименвий підхід у прогнозі небезпеки вугільних пластів тальних робіт на піщанику основної покрівлі шару по раптовому видавлюванню вугілля, в основі якоз індексом l1 у межах поля шахти ім. А.Ф. Засядьго лежить дослідження порід основної покрівлі ко. Для проведення експерименту було пробурено пласту. 12 свердловин із підготовчих виробок і отримані 7 90062 8 9 90062 10 11 Комп’ютерна верстка В. Мацело 90062 Підписне 12 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