Исследование сейсмоакустической активности угольных пластов Донбасса и разработка метода прогноза выбросоопасности забоев подготовительных и нарезных выработок

• Автор: Бойко, Герман Константинович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 180 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ВНЕЗАПНЫЕ ВЫБРССЫ УГЛЯ И ГАЗА В ЗАБОЯХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОЧЮТНЫХ ВЫРАБОТОК, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНШ.

2.1. Проявление внезапных выбросов угля и газа

в подготовительных и очистных выработках

2.2. Анализ методов прогнозирования выброс оопасности, применяемых в Донецком бассейне .

2.3. Цель и задачи исследования

2Л, Выводы.

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАН.

3.1. Методика наблюдений акустической эмиссии

на выбросоопасных пластах . .

3.2. Физические основысейсмоакустического метода контроля состояния призабойной части угольного пласта
3.3. Исследование напряженного состояния призабойной части выбросоопасного пласта с помощью гидравлических датчиков давления .
3.4. Исследование напряженного состояния призабойной части выбросоопасного пласта по распределению времени бурения метровых отрезков контрольных
шпуров и методика комплексных шахтных измерений
3.5. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ИЗМЕНЕНИИ НАПРЯЛЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ ВЫБРОСООШСНЫХ УГОЛНШХ ПЛАСТОВ ДОНБАССА .
4.1. Изменение в состоянии краевой части угольных
пластов в очистных выработках
4.2. Изменение в состоянии краевой части угольных
пластов в подготовительных выработках .
4.3. Исследование относительных изменений акустической
эмиссии и размера зоны предельно напряженного состояния перед газодинамическими явлениями
4.4. В ы в о д ы .
5. РАЗРАБОТКА. СЕЙСМОАКУОТИЧВЗКОГО МЕТОЛ ПРОГНОЗА ВЫЕРОЗООПАЗНЫХ ЗОН ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ
И НАРЕЗНЫХ ВЫРАБОТОК В Д0НБАЕ
5.1. Аппаратура и схемы передачи информации для наблю
дений за акустической эмиссией в подготовительных забоях
5.2. Особенности акустической эмиссии в забоях подготовительных и нарезных выработках .
5.3. Методика обработки результатов наблюдений, прогностические признаки опасности
5.4. Основные положения сейсмоакустического прогноза
выбросоопасности в подготовительных выработках .
5.5. В ы в о д ы
6. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ, ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И
ВНЕДРЕНИЕ ЗЕЙЗМОАКУЗТИЧЕЗКОГО ПРОГНОЗА ВЫЕРОЗООПАЗНЫХ ЗОН ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И НАРЕЗНЫХ ВЫРАБОТОК. 1В
6.1. Промышленные испытания сейсмоакустического метода
прогноза.
6.2. Опытная эксплуатация сейсмоакустического метода
прогноза . .
6.3. Внедрение сейсмоакустического метода прогноза . . .
6.4. Экономическая эффективность сейсмоакустическаго метода прогноза.
6.5. В ы в о д ы .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Донецком бассейне сложилась ситуация, характеризующаяся тем, что, с одной стороны, наблюдается тенденция к увеличению количества действующих подготовительных забоев на опасных по внезапным выбросам пластах, а с другой, имеющиеся в арсенале способы и средства предовращения выбросов не обеспечивают безопасных условий труда, одновременно затрудняя применение высокопроизводительной техники и снижая темпы проведения выработок. В то же время, для выполнения задач по развитию угольной промышленности Донбасса, необходимо увеличение объема проведения подготовительных выработок на $ при одновременном увеличении темпов их проведения в I,5-2,0 раза. Т&ким решением может быть создание надежного метода прогноза выбросоопасности. Традиционно выбросы угля и газа называются внезапными, тем не менее анализ существующих гипотез об их природе и механизме, позволяет отметить ряд положений, основываясь на которых можно разрабатывать перспективный метод прогноза выбросоопасности. В существующих гипотезах механизма внезапных выбросов угля и газа можно выделить три основных направления. Ряд исследователей основную роль в возбуждении и протекании внезапных выбросов отводит газу: свободному, сорбированному или в форме гидра т ных соединений /,4, , ,, , / . Газовые гипотезы, разносторонне рассматривая явления внезапных выбросов, не могут объяснить отсутствие прямой связи между давлением газа в угольном массиве и его выбросоопасностью, преобладающую приуроченность выбросов к определенным частям очистных и подготовительных выработок, зависимость частоты явлений от применяемой системы разработки и т. Лругие авторы основной причиной разрушения считают горное давление и концентрацию механических напряжений вокруг выработки, вызванные ее проведением, или напряжением тектонического происхождения: остаточными и современными. В настоящее время большинство исследователей в отношении природы внезапных выбросов угля и газа придерживается взглядов, высказанных академиком А. А.Зкочинским. По его мнению, выбросо-опасность определяется тремя факторами: горным давлением, наличием газа, физико-механическими свойствами пласта //. Эти представления лежат в основе исследований механизма внезапного выброса угля и газа до настоящего времени. Развивая идеи А. А.Зкочинского, В. В.Ходот предложил энергетическую теорию развития и протекания процесса, из которой следует, что для оценки выбросоопасности пласта необходимо учитывать признаки, характеризующие основные факторы выбросоопасности /6/. В энергетической теории главным для возникновения выброса является первое условие. При этом уровень потенциальной энергии определяется глубиной залегания, тектоническими напряжениями и физико-механическими свойствами пласта. Газ осуществляет лишь перемещение разрушенного угля по выработке. Анализ работ о природе и механизме внезапных выбросов за последние годы и дискуссии по этой проблеме / 2,6,9,,,, ,,,,,,,,, / показывают, что основные положения, выдвинутые А. А.Скочинсшм , подтверждаются результатами исследований и не вызывают принципиальных возражений специалистов. Более того, высказываются соображения о единой природе внезапных выбросов с такими проявлениями горного давления, как например, горные удары и землетрясения / , /. Рассматривая внезапные выбросы угля и газа, как процесс разрушения материала под действием активных сил, правомерно ставить вопрос о разработке метода прогнозирования этого явления. Последнее возможно на основании изучения признаков, характеризующих основные факторы выбросоопасности. К настоящему времени выбросоопасные зоны выявлены во всех геологических районах Донбасса. Анализ распределения по шахтным полям внезапных выбросов, имевших место на шахтах Донбасса при разработке шахтопластов, показывает, что отчетливо прослеживается зональность в распределении внезапных выбросов. Зоны пространственно связаны с пликативными и дизъюктивными геологическими нарушениями, как правило, с небольшими амплитудными смещениями. Эта закономерность, кроме Донбасса, подтверждается и для условий Воркутинского месторождения, на шахтах Сучана, Кузнецкого, Карагандинского угольных бассейнов, Егоршинского и «&ль-невосточного месторождений. Отмеченное наблюдается и в мировой.