Прогноз и предотвращение внезапных выбросов угля и газа применительно к технологии проведения подготовительных выработок высокими темпами

• Автор: Славолюбов, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 140 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Оценка оперативности и достоверности методов определения
выбросоопасных зон при проведении выработок
1.2. Анализ возможности повышения темпов проходки в выбросоопасных зонах
1.3 Задачи исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОДИНАМИЧЕ-
СКОЙ АКТИВНОСТИ МАССИВА И РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ВЫБРОСООПАС-НОСТИ ЗАБОЯ
2.1. Аналитическая оценка кинетических характеристик угольного массива в зоне предельно-напряжённого состояния
2.2. Исследование возможности применения аппаратуры автоматизированного контроля метана для прогноза выбросоопасности
2.3. Исследование зависимости параметров ЭМИ от газодинамической опасности зоны пласта
2.4. Газо-электромагнитный метод текущего прогноза выбросоопасности
ВЫВОДЫ
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫ-
СОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ПРОХОДКИ В ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОНАХ ПЛАСТОВ
3.1. Предварительная противовыбросная обработка угольного
пласта
3.1.1. Критерий применения предварительной противовыбросной
обработки
3.1.2. Интенсификация газовыделения в скважины при предварительной дегазации пласта
3.1.3. Эффективность предварительной противовыбросной обработки
3.2 Повышение оперативности локальной противовыбросной обработки
3..2Л. Разгрузочное бурение
3.2.2. Применение гидроотжима
3.2.3. Низконапорная пропитка через короткие скважины

3.3 Контроль эффективности противовыбросного гидрорыхления
и увлажнения в подготовительных забоях
3.4 Выбор невыбросоопасной технологии проведения выработки
ВЫВОДЫ
4. КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ
ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ВЫСОКИМИ ТЕМПАМИ
4.1 Газо-электромагнитный метод прогноза
4.1.1 Необходимые приборы, оборудование и принадлежности
4.1.2 Исходные данные
4.1.3 Определение исходных данных
4.1.4 Оценка выбросоопасности
4.2 Предварительная противовыбросная обработка массива
4.3 Локальные способы предотвращения внезапных выбросов
4.3.1 Разгрузочное бурение
4.3.2 Гидроотжим угольного пласта
4.2.3 Низконапорная пропитка
4.4. Контроль эффективности способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа
4.4.1. Контроль эффективности предварительной противовыброс-
ной обработки
4.4.2. Контроль эффективности разгрузочного бурения
4.4.3. Контроль эффективности локальной противовыбросной гидрообработки массива
4.4.4 Методика установления невыбросоопасных параметров под-
вигания забоя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Результаты проверки автоматизированного прогноза на шахтах Кузнецкого бассейна (по диаграммной
ленте АГЗ)
Приложение 2. Результаты экспериментальных исследований
по изучению влияния различных факторов по параметрам ЭМИ при проведении измерений в забое путевого уклона 8/5
пласта 5, шахты «Чертинская»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. При разработке угольных пластов на шахтах России с 1943 по 1999 г. зарегистрировано 905 внезапных выбросов угля и газа, из них в Кузбассе 190.
В настоящее время разрабатывается 107 опасных и 122 угрожаемых по внезапным выбросам угля и газа шахтопласта. В условиях потенциальной или фактической выбросоопасности горные работы ведут 67 шахт.
Около 80 % от всего числа внезапных выбросов произошло при проведении подготовительных выработок.
Для предотвращения внезапных выбросов угля и газа применяются специальные меры по их предотвращению: прогноз выбросоопасных зон, противовыбросная обработка массива впереди забоев подготовительных выработок в зонах, классифицированных по результатам прогноза как выбросоопасные, и контроль эффективности этой обработки.
Однако применение этих мер требует иногда значительных затрат времени на их выполнение. Учитывая, что почти все меры выполняются непосредственно в забое выработки, а, значит, требуют его остановки, их осуществление снижает темпы проведения выработок.
В настоящее время, когда высокая производительность ведения горных работ является необходимым условием существования и нормального экономического состояния угольного предприятия, проблема обеспечения безопасности по внезапным выбросам угля и газа при высоких темпах подвигания подготовительных выработок является одной из самых актуальных.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами и программами научно-исследовательских работ ВостНЙИ 1987-1999 гг., являвшимися составными частями отраслевого плана научных исследований Минуглепрома СССР, а в дальнейшем - отраслевой научно-технической программы “Уголь России”. В рамках этих программ автор принимал участие в выполнении 10 работ в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и руководителя.
Целью настоящей работы является разработка и совершенствование методов прогноза и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа применительно к технологии проведения подготовительных выработок высокими темпами.

сти, обеспечивающие выявление аномальных участков и оценку их категории удароопасности по критериальным уровням Ык.
Сложнее получить единые критерии оценки для участков с различным составом и свойствами пород в одной выработке или в выработках, различающихся по размеру и оборудованию. В таких условиях параметра Ы, полученного на одном пороге регистрации, недостаточно. Как минимум требуется знать амплитудный спектр импульсов ЕЭМИ на контролируемом участке, так как спектр изменяется в зависимости от преимущественного состояния пород в радиусе приёма датчика, характеризуемого соотношением напряжений и деформаций на определённом интервале полной диаграммы “напряжение -деформация” породы.
Исследованиями взаимосвязи параметров ЕЭМИ пород с напряжённым состоянием на образцах и в горных выработках /35, 39/ показано, что максимум интенсивности излучения соответствует этапу запредельного деформирования пород, когда они сохраняют несущую способность на уровне не менее половины предела прочности.
Электромагнитная эмиссия предшествует этапу потери породой несущей способности и выходе на остаточную прочность. Если скорость роста нагрузок невелика, то в предельное состояние переходят только часть элементов блочной структуры массива, которые и являются источниками ЕЭМИ. В таких условиях краевая часть массива в целом до достижения критических нагрузок сохраняет несущую способность, а импульсы ЕЭМИ служат предвестниками опасной ситуации.
Недостатком данных исследований является отсутствие результатов, учитывающих газовый фактор - наиболее важный признак газодинамической опасности, а именно опасности внезапных выбросов угля и газа.
В /75-76/ при проведении экспериментов по отработке критериев удароопасности на пласте Коксовом шахты “Анжерская” было отмечено, что на участках резких изменений мощности пласта величина активности электромагнитного излучения (ЭМИ) значительно превосходит обычные для этого пласта значения. Резкое уменьшение мощности пласта вызывает по--вышение напряжённое!к краевой чащи за счёт приближения максимума нагрузок к обнажению, то есть возрастанию выбросоопасности. В то же время в ряде случаев лишь этим фактором объяснить возрастание активно-