Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта

Способ определения выбросоопасных зон угольного пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости подвигания выработки, отбор проб штыба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выбросоопасных зон угольного пласта, о т лич ающийся тем, что, с целью повышения надежности определения вы - бросоопасных зон путем учета состояния вмещающих угольный пласт пород и изменения скорости подвигания выработки , после отбора проб определяют газоносность угольного пласта, влажность штыба, геометрическую температуру вмещающих угольный пласт пород на глубине, разработки угольного пласта , разность между гeoтep 1ичecкoй температурой вмещающих угольный пласт :пород и температурой стенок шпура, при этом скорость подвигания выработки устанавливают на момент определения выбросоопасности зоны пласта, выбросоопасность зоны пласта определяют по формуле В К Ct-id -A-t ( - 0,012 W)-v (V-l)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО).(ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

75 А (19) ПН) 3(51) E 21 F 5/00

;13, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555354/22-03 (22) 18.02.83 (46) 07,06.84. Бюл. Р 21 (72) И.Л. Эттингер, С.А, Радченко, И.A.Ãîðáóêoâ, Д,И,Дорофеев, Н.В.Шульман и И.Б,Ковалева (71) Институт проблем комплексного освоения недр AH СССР, Тульский политехнический институт и Производственное объединение по добыче угля Варошиловградуголь (53) 622 ° 832(088,8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 648742, кл, E 21 F 5/00 °

2. Радченко С.A . Использование метановыделения в приэабойной зоне угольного пласта на основе диффузионных и тепловых параметров, Автрреф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн, наук. М ., 1982. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ 30Н УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости подвигания выработки, отбор проб штыба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выбросоопасных зон угольного пласта, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности определения вы— бросоопасных зон путем учета состояния вмещающих угольный пласт пород и изменения скорости подвигания выработки, после отбора проб определяют газоносность угольного пласта, влажность штыба, геометрическую температуру вмещающих угольный пласт пород на глубине разработки угольного пласта, разность между геотермической температурой вмещающих угольный пласт пород и температурой стенок шпура, при этом скорость подвигания выработки устанавливают на момент определения выбросоопасности зоны пласта, выбросоопасность зоны пласта определяют по формуле

9= < -1О-ak(<-0,012 R)+(Y- )(5ooo - ) 4o (2,6-d kh-о,0 2 M) -! (оооо-3) ® где К вЂ” коэффициент, учитывающий гаэоносность разрабатываемого угольного пласта; время диффузионной релаксации бурового штыба фракции ф/

0,5-0,25 мм, .определяемое по формуле 7 = 1/tg - для С начального прямолинейного участка сорбционно-кинети- а ческой кривой; величина снижения температу ры стенок шпура на расстоянии 2,0-2,5 м от свежеобнаженной поверхности забоя по сравнению с геотермической температурой горных пород на данной глубине, град;

N — влажность бурового штыба, %;

V — скорость подвигания забоя, м/сут, и при В < 0 зону пласта считают выбр соопасной, а при В > 0 — невыбросоопасной °

1096375

Изобретение ОтнОсится к гоРкому де лу и может быть использовано при разработке выбросоопасяых угольных пластов, Известен способ определения зоны разгрузки угольного пласта, включающий поинтервальное бурение скважины в угольный массив, отбор проб штыба, соответствующих каждому интервалу и измерение их температуры, прячем границу зоны разгрузки определяют по интервалу бурения, на котором рост температуры штыба сменяется ее понижением ГП .

Недостатком способа является то,. что определение температуры производится в шпурах, пробуренных в разгру женной и неразгруженной от горного давления зонах пласта, что небезопасно, так как во время бурения шпуров в неразгруженной зоне происходят внезапные выбросы; кроме того, способ не учитывает состояния вмещающих угольных пласт пород, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ опре деления выбросоопасных эон пласта, включающий бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости подвигаяия выработок, отбор проб шты ба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выб— росоопасных эон угольного пласта f 2)

Недостаток способа — отсутствие возможности учета состояния вмещающих угольный пласт пород и влажности угля, что снижает надежность опреде— ления выбросоопасяости эон пласта.

Кроме того, надежность способа умень шается в результате того, что сКо рость подвигаяия выработки определяется как средняя величина в течение суток, а не непосредственно в момент установления ныбросоопасяости зоны пласта, когда повышение скорости под вигания значительно увеличивает выбросоопасность угольного пласта, Цель изобретения — повышение наде нссти определения выбросоопасных эон путем учета состояния вмещающих угол ный пласт пород и изменения скорости подвигания выработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, определения выбросоопасяых зон угольного пласта, 5 вк пючающему бурение шпуров, и э мерение температуры стенок шпура, скорости подвигания выработки, отбор проб штыба, определение времени диффузионной релаксации штыба и установление выбросоопасных зон угольного пласта, 6О после отбора проб определяют гаэонос- . ность угольного пласта, влажность шты1 ба, геотермическую температуру вмещающих угольный пласт пород на глубине разработки угольного пласта, разность 65 между геотермической температурой вмещающих угольный пласт пород и температурой стенок шпура, при этом скорость подвигания выработки устанавливают на момент определения выбросоопасности эоны пласта и выбросоопасность зоны пласта определяют по фор=! муле -к.(т o - t(<-0.0 1ж) И-г)—, э2 - ) д 2,5-ьс)й-о мг В :) —, ;:"000- ) б ""(4.б-а<4 -0042 g) где К вЂ” коэффициент, учитывающий гаэоопасность разрабатываемого угольного пласта; время диФфузионной релаксации бурового штыба фрак— ции 0,5-0,25 мм, определяемое по формуле (. =1/tgj для начального прямолинейного участка сорбционнокинетической кривой;

*t — величина снижения температуры стенок шпура на расстоянии 2,0-2,5 м от свежеобнаженной поверхности забоя по сравнению с геотер= мической температурой горных пород на данной глубине, град;

Х вЂ” влажность бурового штыба,Ъ;

Ч вЂ” скорость подвигания забоя, м/сут, и пря В (0 зону пласта считают выб— росоопасной, а при В ) 0 — невыбросоопасной, Сп особ осуществл яют следующим образом.

При ведения горных работ на пластах иэ груды забоя выработки бурят шпуры длиной 2,0-2,5 м, измеряют температуру стенок шпура на расстоянии

2,0 — 2,5 м от забоя, так как именно на этом интервале наблюдается падение температуры„ определяют геотермическую температуру вмещающих угольный пласт пород на глубине проведения определения выбросоопасных зон угольного пласта известными способами (например, по данным раэведачного бурения) и вычисляют разность между геотермической температурой и температурой стенок шпура, затем определяют гаэоопасяость угольного пласта на глубине разработки и естественную влажность штыба стандартными методами. Скорость подвигания забоя выработки устанавлИЪают как среднее значение эа период времени, в течение которого производят определение выб— росоопасности пласта. Для установления времени диффузионной релаксации отобраннь|й буровой штыб дегазируют в сорбционной установке, затем выпускают метан из установки, определяют время и величину сорбции, строят граФик сорбционно-кинетической зависимости в коэффициентах и вычисляют время

1096375

Сост ав и тель Г . В асючк о в а

Редактор И.Ковальчук Техрец Л.Микеш Корректор Г.Orap

Эаказ 3764/23 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 диффузионной релаксации по формуле

= 1/ted,где 4 — угол наклона начального прямолинейного участка сорбционно-кинетической кривой; tl/2— время сорбции, сек; а — количество метана, сорбированного в момент време ни t см /г а — равновесное количеУ

3 ство сорбированного метана, см /г.

После определения всех параметров 10 вычисляют по формуле показатель выбросоопасности В и при В (0 зону пласта относят к выбросоопасной, а прн .В О невыбросоопасной.

Таким образом использование предлагаемого способа позволяет повысить, надежность определения зон выбросоопасности путем учета состояния вмещающих угольный пласт пород и скорости проведения выработки в момент проведения работ по установлению выбросоопасности, что позволяет повысить безопасность проведения горных работ на пластах, склонных к внезапным вы— бросам угля, породы и газа.