МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССРвосточный
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВостНИИ
ВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА
|
сов угля и газа при проведении подготовительных выработок на шахтах Кузбасса и Воркутского месторождения |
|
текущего контроля эффектишости профилактического увлажнения угольных пластов, бурения опережающих скважин большого диаметра и гидронимыва опережающих полостей для предотвращения внезапных выбро
иддвя
Министерство угольной промышленности СССР ВОСТОЧНЫЙ НАШО-ИССЛВДОВАТЕЛЬСКИй ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВостНИИ
ВРШЕННАЯ МЕТОДИКА
текущего контроля эффективности профилактического увлажнения угольных пластов, бурения опережающих скважин большого диаметра и гидровымыва опережающих полоотей для предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении подготовительных выработок на шахтах Кузбасса и Воркутокого месторождения
КЬмерово 1971
Рис И. Принципиальная схема прибора д -л замера скорости газовыделения из сквахин
№61900 „
|
|
Рже.5. Твржровочжна гравия к прибору дхя звявра старост» газ отдел энгл гз ечвахжп: |
U - от спет во нк&га в уадошнх едямшах; U - гаэошдменжв, х/жхя.
|
|
Рис.6. Приспособленая ляя сбора к замера бурового итыба: а - птабоулавянватажь; S - меоочок; 6 - мерный сосуд |
13
Планшетка с номограммой для оперативной оценки эффективности способов борьбы с внезапными выбросами угля и газа и тари-ровочнымн графиками к прибору для замера скорости газожцелешц из скважин имеет размеры примерно 100x120 мм. На одной сторона планшетки шчерчена номограмаа, а на другой изображено четыре таряровочных графика (по числу капилляров прибора). Для защиты от влаги и пыли планшетка помещона в чехсхл из прозрачной полиэтиленовой пленки. Каждая планшетка предназначена только доя данного месторождения и пригодна только для данного прибора. При повторной тарировке или при замене прибора производится замена тарировочных графиков.
2. Порядок проведения работ по замерам метано-выделення и выхода бурового штыбе из контрольных скважин
В рабочей книжке по форме # I вычерчивают схему расположения наблюдаемой выработки, увлажнительных (или опережающих) ж контрольных скважин. В соответствии о табл.1 устанавливают тектоническую структуру угольных пачек, слагающих тает, и производят геологическую зарисовку эабоя наблюдаемой выработки.
|
Таблица 1 |
|
Тип угля 1 |
|
! Подтип угля |
|
|
обо-!найме-i |
Тектоническая |
1- |
! обо-! найм еяо- ! |
Краткая |
|
зна-!нова- 1 че- низ ! ыже ! 1 |
структура |
1зна-!вание !че- !
!ние 1 |
характеристика |
|
112! |
3 |
! 4 ! 5 ! |
6 |
|
|
I Йена- Не имеется рушенный |
1Я Ненарушен- Уголь характеризуется ный оде- заметно выраженной стящжй слоистостью. При залегании в массиве моноли-1б Ненарушен- тен ж устойчив ж меха-ный поду- ничеокнм воздействиям, блеотящий не осыпается. Разламывается ва дуокж, огра-IR Ненарушен- гаченные слоистостью ж ный полу- трещинами матошй
I- Ненарушен-1 ный матошй
II г t 3 I 4 1 Б I_6_
П Мелко- Брекчиешд- Мелкокус- Слоютость и трещинова-
куско- ыая коватый тость, как правило, ва-
ватый тушеваны. Массив слага
ется из куоочков угля разнообразной формы. Краевые части куоочков угловатые. Между кусочками могут встречаться угольная мелочь, зернистый и даже эемлнотый уголь, при 8влеганхж в массиве уголь слабо уо-тойчхв к механическим воздейотшям, но осыпа-втоя о трудом
й Равлин- Линзовидная зован- < мелкоджн-ний зовсдная)
Разлинзо-
ванный
выооко-
зольный
Слоистость и трещиноватость затушеваны. Уголь слагается из отдельных линз. Поверхность линз зеркально отполирована и несет на себе борозды и штрихи скольжения.При механическом воздействии на уголь линзы распадается на более мелкие линзочки, которые при дальнейшем раздавливании превращаются иног-
fa в угольную мелочь, аэница между этими подтипами, кроме зольности, заключается еще и в том, что подтип Ша характеризуется большей механической устойчивостью
ХУ Земли- Землисто -ото - зернистая зернистый
Землисто-
зернистый
сидеряти-
Слоистость и трещиноват-тость затупиваны. Основная масса состоят из мелких зерен угля, меаду которыми располагается землистый уголь (угольная мука). Основная масса сцементирована сидеритом, который находится в тонко распыленном состояния или имеет оолитовую структуру. Уголь характеризуется повышенным удельным весом и повышенной прочностью. Залегает в виде линз ила невыдержанных линзобидных прослойков малой мощности (1-4 см)
1УЛ Зеылисто-и зернистый сиреооо-ванный
Слоистость и трещиноватость затушеваны. Основная масса соотоит из мелких зерен увля,между которыми располагается землистый уголь (угольная мукаХ Уголь достаточно опрессован, ввиду чего между пальцами раздавливается чаще всего с трудом, Б массиве слабо устойчив к механичео-ким воздействиям и склонен к осыпанию
Землистый интенсивно спрессованный
Землистый
слабо
спрессо
ванный
Слоистооть и трещиноватость затушеваны,состоит из тонкоперетертого угля (угольной муки). Ввиду интенсивной спрес-сованности имеет монолитное сложение. В массиве устойчив и не осыпается, Между пальцами раздавливается только при значительных усилиях
Слоистооть и трещиноватость затушеваны.Соотоит из тонкоперотертого
^ля (угольная мука).
массиве неустойчив, осыпаетоя весьма интенсивно. Между пальцами
Жавлмвается очень о
Склонным к внезапным выбросам угля и газа являются следующие разновидности (подтипы) тектонически нарушенных углей: П - мелкокус-коватый; Ша - разлинзованный высокозольный; Dig - разлинзованный; iy^ - землисто-зернистый спресоованный и - землистый слабо спрессованный. Из них наиболее потенциально выбрссоопасными являются подтипы и Уб.
Затем по пачке наиболее нарушенного угля бурят контрольную скважину диаметром 50 мм на глубину 0,5 м, в нее вводят надрав-
"Временная методика” составлена на основании выполненных институтом ВоотНИИ в 1989-1970 гг, исследований по изысканию методов текущего контроля эффективности профилактического увлажнения угольных пластов через скважины, бурения опережающих окважин большого диаметра и гидровымыва опережающих полостей для предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении подготовительных горных выработок на шахтах Кузбаооа и Воркутского месторождения Печорского бассейна.
Предназначена для опытно-промышленной проверки шахтными службами прогноза внезапных выбросов угля и газа (в Кузбассе) и шахтными службами борьбы о динамическими явлениями (в Вор-г кутском месторождении) под методическим руководством ВоотНИИ.
"Временная методика” одобрена Центральной комиссией по борьбе о внезапными выбросами угля и газа в угольных шахтах, ИГД им. А .А .Скочинского, МакНИИ, комбинатами "Прокопьевекугожь*, ”Ку8бассугаль" и "Воркутауголь", управлениями Кузнецкого ■ Печорского округов Госгортехнадзора СССР.
Ответственный за выпуск канд.техн.наук ВД«Волач)ДСИж1
Составители: канд.техн.наук В.НЛузнрев, В Л Дашин, _
инж.Б.Г .Мещеряков, Н.Г.Вершинин, А.А.Тенжгин,
Редактор А.С Доловацкая. Корректор Т.Б.Зайкина Технолог И.К.Кочхнна
Ротапринт ВостНИИ. Формат 60x84 1Дб
0б"ем1,4 уч.-изд.л. Тираж250 экз. Заказ J* 88
X • ОНЦИЕ СВЕДЕНИЯ
На основании данной "Временной методики" осуществляется те-кущий контроль эффективности профилактического увлажнения угольных пластов через скважины, бурения опережающих скважин большого диаметра и гидровымыва опережающих полостей для предотвращения внезапных выбросов угля и газа при проведении подготовительных горных выработок.
Метод контроля эффективности профилактического увлажнения пластов и бурения опережающих скважин основан на замерах метано-выделения и выхода бурового штыба по длине контрольных скважин.
В общем виде сущность метода видна из рис.1. Из забоя подготовительной выработки по пачке тектонически нарушенного угля периодически бурят по две контрольных скважины д аметром 42 мм на ширину зоны возмущения угольного массива выработкой (5,5-6,5 м). Скважины бурят интервалами через I м, замеряют метановыделение и выход бурового штыба из каждого прилегающего к забою скважины интервала, устанавливают максимальные значения метановыделения и выхода штыба по длине скважин и учитывают их совместно по номограмме или путем подсчета комплексного показателя выброооопасно-сти. Данный метод предназначен также для выделения на пластах в пределах выемочных участков зон, опасных и неопасных по внезапным выбросам угля и газа, и для непрерывного контроля выброоо-опасности пластов при проведении подготовительных выработок без специальных способов борьбы с этими явлениями (ом.также "Временную методику разграничения пластов Кемеровского, Про копье вокого и Воркутского месторождений на опасные и неопасные по внезапным выбросам угля и газа зоны с учетом газовыделения и выхода бурового штыба по длине контрольных скважин". (ВостНИИ,Кемерово,1970).
Метод контроля эффективности гадровымыва опережающих полостей основан на определении снижения ме талон о свести пласта (в %) в окрестности полостей за зоной их неонижаемого опережения путем замеров метановыделения в призабойную чаоть выработки до ж в процессе ги.ровымыва полостей.
|
|
V®* ^ 5тв»*°^тв«, Ctbocoi Ktaq&p&csrujiai |
/?*■ Smax+I.Slmaxi c "VTj» ’ ?
|
*& |
|
4/ ^
"дам#. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
б' |
|
//5 |
1Д |
|
|
' 5- |
г
А |
|
|
|
|
А- |
|
ТЛо |
с»
§ |
|
и 3- |
|
|
|
|
|
2*
\- |
*
$
•о |
о |
А |
I |
|
O' Я/99,BHfl4£mH5; * N&. j
' RjaM+/,8-5.5*20.9. \b
Дрикилаем 4*21.5.. x' 1
Дм.Я>12. Uiftaoom^ tea /i/ioxboumcs 6
3tffroCOOflO£HOU ^ зоне, m.e. способ
/* &0{1б6*< C fotdfbOCJ-
juju кс^р^сннис-
|
Мшпуимсуение |
Лалси/епум копт [Кшкш енбалкан |
Kmqxpu-
цижгп
а |
JCoKafcuneJA Знбпо соопаепоеггш R |
|
дишиг С, м |
LU&l Soot-шяТГм |
$ опасной Зоне nuaefo |
3 неопасной Зонепиасга |
|
|
5,5 |
4 |
1,8 |
>12 |
42 |
|
Jfyiationte&c/toe |
6,5 |
5 |
2,2 |
^5 |
-5 |
|
|
г 5,5 |
4 |
4,4 |
>14 |
|
Рио.I. Сущность метода текущего контроля эффективности профилактического увлажнения плаотов и бурения опере; шцих скважин большого диаметра по газовыделвнию. I и выходу бурового штыба S по длине контрольных скважин С при проведении подготовительных выработок:
а - охема расположения контрольных скважин при проведении штрека; б - пример опредепения шбросоопасности перепекаемой зоны плаота в Кемеровском месторождении; 3 - параметры контрольных скважин и граничные значения показателя выбро-соопасности R
5
П. КОНТРОЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО УВЛАЖНЕНИЯ ПЛАСТОВ И ОПЕРЕЖАИЩ СКВАЖИН БОЛЬНОГО ДИАМЕТРА
I, Необходимые приборы, инструменты и принадлежности
Дан выполнения работ по контролю эффективности профилактического увлажнения пластов и бурения опережающих скважин большого диаметра необходимо иметь приборы, инструменты и принадлежности, указанные в списке I*
Список I
Ручное сверло пнешатнческое или электрическое ............I шт.
Комплект составных буровых штанг общей длиной 6 м*^.... Iкомплект
Угольный резец диаметром 42 мм ............................2 шт.
То же, 55 мм .............................................I шт.
Отрезки стальной проволоки для соединения буровых
штанг и угольного резца...................................10 ют.
Штыбоулавливатель ........................................I шт.
Мешочек матерчатый емкостью 5 л ..........................5 шт.
Мерный сосуд емкостью 2 л ....................... I шт.
Составной пнешатический герметизатор длиной б м*' .......I шт.
Ручной пнешатический насос (велосипедный) ...............I шт.
Прибор для замера скорости газовыделения из скважин ......I шт.
Часы.............. I шт.
Рулетка тесмяная .........................................I шт.
Рабочая книжка по форме Jfc I ..............................I шт.
Планшетка, с номограммой для оперативной оценки эффективности способов борьбы с внезапными выбросами угля и газа и тарировочными графиками к прибору для замера скорости
газовыделения из окважин ............................ I шт.
Шариковая авторучка ................................... I шт.
м ел........................................ I кусок
х)
Для Прокопьевского месторождения 7 м.
6
Составной пневматический герметизатор предназначен для изоляции призабойного метрового интервала контрольной скважины и отвода газа из этого интервала к прибору для замера скорости газоведеления. Герметизатор (ряс*2) имеет в головной части резиновую манжету 4 (отреёок велосипедной камеры длиной 0,25 м), закрепленную посредством резиновых колец 3 и проволочных юшков 6 на латунной или медной трубе 2 диаметром 12-18 мм. На конце трубы имеется заглушка I. Участок трубы между заглушкой I и манжетой 4 перфорирован. Расстояние от края заглушки до близлежащего края способной раздуваться части манжеты составляет I м. Внутренняя полость манжеты 4 через латунную трубку 5, шланг 7, тройник II и ниппель 13 сообщается с ручным пнешатическим насосом (на рио.^ не показан),осуществляющим раздув манжеты в окважине. Контроль раздува манжеты производится по манометру 12. По мере надобности головная часть герметизатора наращивается отрезками дералшиниешх труб 10 диаметром 18 мм длиной 1,5 м о помощью переходных муфт 8 и переходных штуцеров 9. Посредством концевого штуцеу ра 14 став труб подсоединяется к газоподводящему шлангу прибора для замора скорости газошделения (на рис.2 не показан).
Прибор для замера скорости газовы целения из скважин Срио.З) состоит из напором ера HhMlI I о верхним пределом измерения до +100 кГс/iна корпусе которого закреплена изготовленная из орготекла коробка-коллектор 4 . Коробка - кол
лектор жмеет четыре капилляра 5 различного диаметра (от I до 7 мм), пере кривящихся н ввинчивал ними ся герметическими колпачками 6, входной 7 и отводной 3 штуцере, которые с помощью отрезков шлангов 2 соединяются о концевым туцерсм герметизатора и напоромером. Для удобства перенооки прибора к корпусу налоромера прикреплен ремень 8.
Вместо напорсмера НМ-Ш могут использоваться напоромер дафферевдальный типа TJH с вершим пределом измерения до
УС-25и иди другие приборы, ра-
Рас .2. Coct^soa анеаштнческжй гсрметазатлр схвожжн
Ряс.З. Прибор для замора скорости газовыд&ления аз скважин
9
Принципиально^ схема прибора показана на рис.4. Поток газа из герметизатора проходит по газоподводящему шлангу I, входному штуцеру 2, коробке-коллектору 3 и выходит в атмосферу чет-рее один из открытых капилляров 4 (остальные капилляры закрыта колпачками 5). В соответствии со скоростью движения газа и диаметром открытого капилляра 4 в коробке-коллекторе создается отатичеокий напор, который передается через отводной штуцер 6 и соединительный шланг 7 на внутренние стенки диафрагма 8,раздувая ее. Движение диафрагмы передается через систему рычагов 9 стрелке-указателю 10, Зихоирувдей на шкале II скорость движения газа в условных единицах. С помощью построенного для каждого капилляра тарировочного графика (рно.5) отсчет по шкале прибора переводится в л/мин. При диаметре капилляров 1*7 мм прибор дает возможность замерять скорость газоваделенья из скважин в пределах от 0,2 до 40 л/мин. В нерабочем положении все капилляры должны быть перекрыты колпачками, а в рабочем положении открывается только тот капилляр, который в данный момент используется для замера газ о шд еле кия.
Тарировку прибора осуществляют с помощью реометров жлж газосчетчика (ГСБ.ГКФ н др.), пылесоса и автотрансформатора. Последний используют для регулировки оборотов электродвигателя пылесоса (для регулировки производительности пылесоса).
Штыбоулавливатель и матерчатые мешочки служат для обора образующегося при бурении контрольной скважины штыба, а мерный сосуд предназначен для замера об"ема бурового штыба (рис.6). Штыбоулавливатель состоит из стальной направляющей трубы I диаметром 2 (наружный диаметр 60 мм, толщина стенки 3 мы), один конец которой для облегчения ввода в скважину имеет четыре узких продольных прорези, а на другом конце приварен держатель 3, В трубе сделан широкий прямоугольный вырез, по краям которого приварен штыбоприемник 2. Буровой штыб перемещается по направляющей трубе, проваливается в штыбоприемник и поступает в мешочек, привязанный с помощью двух тесемок к штыбоулавливателю. Об "ем бурового штыба замеряют путем пересыпки штыба из мешочка в мерный сосуд, состоящий из стакана 4 с ручкой. В стакане имеется прорезь, перекрытая измерительной линейкой из оргстекла б.
