ИНСТРУКЦИЯ

ПО БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЮ ГОРНЫХ РАБОТ НА ПЛАСТАХ, СКЛОННЫХ К ВНЕЗАПНЫМ ВЫБРОСАМ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА

УТВЕРЖДЕНО 6 октября 1976 г. Министерством угольной промышленности СССР

УТВЕРЖДЕНО Госгортехнадзором СССР 21 сентября 1976 г.

---

СОГЛАСОВАНО о ЦК профсоюза рабочих угольной промышленности 20 сентября 197& г.

ИНСТРУКЦИЯ

ПО БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЮ ГОРНЫХ РАБОТ НА ПЛАСТАХ,

склонных

К ВНЕЗАПНЫМ ВЫБРОСАМ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА

Приложение к разделу 5 главы II «•Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах»

МОСКВА «НЕДРА» 1977

за при геологоразведочных работах выдают проектным институтам согласованные с МакНИИ (ВостНИИ) заключения о наличии на проектируемом для разработки шахтном поле склонных к внезапным выбросам угольных пластов и о глубине, с которой необходимо применение способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и прогноза выбросоопасности при ведении горных работ.

37.    В проектах строительства новых шахт и подготовки новых горизонтов при наличии пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должен составляться специальный раздел, предусматривающий технические решения, направленные на предотвращение внезапных выбросов угля и газа при строительстве и эксплуатации шахты.

В этом разделе должно быть дано обоснование выбора способов вскрытия и подготовки шахтного поля, систем разработки, технологических схем подготовительных и очистных работ, наименее опасных в отношении возникновения внезапных выбросов угля и газа и выбросов породы, а также указаны способы предотвращения внезапных выбросов и мероприятия по обеспечению безопасности рабочих.

38.    Вскрытие и подготовка шахтных полей с угольными пластами, склонными к внезапным выбросам угля и газа, должны удовлетворять следующим условиям:

а)    заложение подготовительных выработок, как правило, в невыбросоопасных пластах, защищенных пластах, а также в невыбросоопасных горных породах;

б)    наименьшее число пересечений угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и выбросоопасных пород горными выработками;

в)    максимальное использование опережающей отработки защитных пластов;

г)    применение на незащищенных, склонных к внезапным выбросам угольных пластах столбовых систем разработки и региональных способов предотвращения внезапных выбросов;

д)    минимальный объем проведения нарезных выработок;

с) рассредоточение вентиляционных потоков в шахтном поле и возможность его секционного проветривания;

ж)    применение обратного порядка ведения очистных работ, в том числе при пластовой подготовке выемочного участка;

з)    проведение подготовительных выработок, общих для смежных лав пологих пластов, повторное использование выработок, проведение их без оставления целиков между выработкой « выработанным пространством.

При сдаче горизонта в эксплуатацию должна предусматриваться опережающая отработка защитных пластов на участках между главным и первым промежуточным квершлагом, но не менее чем на 400—500 м.

39.    При установлении порядка отработки пластов в свите в проектах должна предусматриваться первоочередная отработка защитных пластов и в зависимости от условия максимального использования защитного действия должно проектироваться развитие подготовительных работ и добычи угля. Порядок отработки пластов принимается в соответствии с «Перспективными схемами использования защитных пластов» для каждого бассейна (района).

40.    При строительстве новых шахт, их реконструкции и подготовке новых горизонтов на действующих шахтах для обеспечения

полной защиты склонных к внезапным выбросам угля и газа крутых пластов должна предусматриваться отработка защитных пластов с опережением на один горизонт до сдачи горизонта в эксплуатацию.

При опережающей на один горизонт отработке защитных пластов может допускаться одновременная разработка трех этажей (дорабатываемого, основного, опережающего).

Проветривание горных выработок опережающего горизонта должно осуществляться обособленно за счет общешахтной депрессии, а струя воздуха с горизонта должна направляться непосредственно в исходящую струю шахты.

Выдача угля и породы, спуск и подъем людей, доставка материалов на опережающий горизонт должны осуществляться стационарными подъемными установками, производительность которых должна обеспечивать выполнение полного объема работ, предусмотренного для опережающего горизонта. В отдельных случаях по согласованию с управлением округа Госгортехнадзора допускается спуск и подъем людей, а также выдача угля, породы и спуск материалов с помощью клетевых и скиповых подъемных установок слепых стволов.

На опережающем горизонте к началу очистных работ на защитном пласте должна быть оборудована постоянная или временная водоотливная установка, построен и введен в эксплуатацию гараж для электровозов, установлена система кондиционирования воздуха.

Все работы на опережающем горизонте, связанные с отработкой защитных пластов (очистные и подготовительные работы, ремонт и содержание выработок и откаточных путей, транспорт, подъем, водоотлив и пр.), должны выполняться шахтой с отнесением затрат в соответствии с директивным письмом Минуглепрома СССР от 18 августа 1970 г. N° Д-87. Строящая организация производит проходку капитальных зыработок и монтаж нового оборудования. Вентиляционный надзор осуществляется шахтой.

Проекты строящихся шахт и горизонтов, предусматривающие предварительную отработку защитных пластов с опережением на один горизонт, должны согласовываться с ВНИМИ, а также с Мак-НИИ (ВостНИИ) и утверждаться Минуглепромом СССР (УССР).

Составление плана ликвидации аварий и ознакомление с ним рабочих и ИТР, а также контроль за состоянием безопасности осуществляются руководством шахты; за обеспечение безопасности несут ответственность работники шахты и строящей организации.

6. Требования к разработке угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа

41. На вскрытие, проведение подготовительных выработок и ведение очистных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должен быть составлен проект, отвечающий требованиям п.п. 22—28. Проект должен быть составлен в соответствии с «Инструкцией по составлению проектов вскрытия и подготовки выемочных участков, подготовки очистных забоев, паспортов управления кровлей, проведения и крепления подземных выработок» (к § 36 ПБ), согласован и утвержден в соответствии с п. 34.

На основании проекта начальником участка и главным технологом шахты должен быть разработан, а главным инженером шахты

утвержден паспорт на вскрытие, проведение подготовительной выработки и ведение очистных работ.

Паспорт на вскрытие склонного к внезапным выбросам угля и газа шахтопласта согласовывается с МакНИИ(ВостНИИ).

В паспорте должны быть приведены:

а)    метод прогноза выбросоопасности;

б)    обоснование выбора и параметры способа предотвращения внезапных выбросов, а также метод контроля за эффективностью его применения;

в)    схема и технология способа предотвращения внезапных выбросов;

г)    мероприятия по обеспечению безопасности рабочих.

Зоны влияния целиков и краевых частей угольного массива соседних пластов, зоны тектонических нарушений, а также опасные зоны, установленные прогнозом при отработке вышележащего горизонта, указываются на плане горных работ.

42.    Технология вскрытия, ведения подготовительных и очистных работ, способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа и оборудование, необходимое для этих целей, выбираются на основании «Технологических схем подготовительных и очистных работ на угольных пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа» и настоящей «Инструкции».

43.    При применении сплошной системы разработки на незащищенных склонных к внезапным выбросам пластах забой откаточного штрека должен опережать очистной забой (считая от первого уступа лавы или нижнего сопряжения лавы со штреком или печью) не менее чем на 100 м. Просеки (нижние печи) должны опережать очистной забой не менее чем на 20 м.

На пологих пластах допускается проведение откаточного штрека по углю одним забоем с лавой.

44.    Способ подготовки и система разработки выбросоопасного одиночного пласта должны, как правило, предусматривать возможность применения подсвежения исходящей вентиляционной струи.

45.    Заложение полевых выработок должно предусматриваться на расстоянии не менее 5 м от выбросоопасных пластов, считая по нормали. По согласованию с МакНИИ (ВостНИИ) разрешается заложение полевых выработок на .меньшем расстоянии.

46.    На шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, устанавливается четырехсменный режим работы с выделением специальной смены для выполнения локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

47.    Проведение горизонтальных подготовительных выработок на склонных к внезапным выбросам пластах должно производиться комбайновым способом, способом выбуривания и буровзрывным способом. В отдельных случаях выемка угля может производиться отбойными молотками.

Наклонные выработки на тонких пластах с углами падения более 1(г должны проводиться, как правило, в направлении сверху вниз. Наклонные выработки могут проводиться снизу вверх с применением комбайнов и нарезных машин без постоянного присутствия людей в выработке.

В аварийных случаях разрешается проведение наклонных выработок в направлении снизу вверх отбойными молотками с применением локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контролем эффективности их применения.

Проведение горизонтальных выработок и выработок с углом подъема до 25° может производиться с применением гидромониторов с дистанционным управлением.

48.    Выемка угля в очистных забоях пологих и наклонных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должна производиться преимущественно струговыми установками или узкозахватными комбайнами. Очистная выемка должна производиться, как правило, без ниш. Допускается выемка угля в нишах и кутках лав выбуриванием, взрывным способом или отбойными молотками.

Выемка угля на крутых пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должна производиться лавами по падению с применением щитовых агрегатов, а также лавами по простиранию комбайнами с дистанционным управлением без оставления магазинных уступов. В отдельных случаях допускается оставление магазинных уступов, но при этом длина комбайновой части лавы должна составлять не менее 80% общей длины лавы.

На мощных и средней мощности крутых пластах восточных и северных бассейнов допускается применение отбойных молотков и взрывных работ по согласованию с ВостНИИ.

Применение отбойных молотков при потолкоустушюй или почвоуступной форме очистного забоя на незащищенных пластах допускается с разрешения технического директора производственного объединения (комбината).

При потолкоустушюй форме очистного забоя расстояние между уступами не должно превышать 3 м для пластов мощностью до 1 м и 4 м на пластах мощностью более 1 м.

49.    Разрешается выемка угля на крутых пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, работающими по падению щитовыми агрегатами с электроприводом в соответствии с «Временной инструкцией по электроснабжению и применению электрооборудования щитовых агрегатов на крутых пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа».

50.    Управление кровлей в очистных забоях пластов, склонных к внезапным выбросам, должно производиться полным обрушением, полной закладкой выработанного пространства или плавным опусканием без оставления специальной крепи в выработанном пространстве.

При неустойчивых боковых породах допускается применение способа управления кровлей удержанием на кострах или других способов по согласованию с МакНИИ (ВостНИИ) и бассейновыми технологическими институтами.

Закладка выработанного пространства на крутых пластах должна осуществляться на всю высоту этажа без оставления пустот. Шаг закладки должен составлять 4,5—7,2 м, максимальное расстояние от закладочного массива до забоя в момент возведения закладочной полосы должно быть не более 9,0 м.

51.    Подготовительные и очистные работы в опасных зонах шахтопластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, незащищенных и не обработанных региональными способами, должны проводиться с применением локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контролем за эффективностью их применения.

В неопасных зонах таких пластов, установленных прогнозом, подготовительные и очистные работы могут производиться без применения локальных способов.

При отсутствии прогноза локальные способы должны применяться в подготовительных и очистных забоях на всем простирании шахтного поля.

52.    При ведении подготовительных и очистных работ на незащищенных и не обработанных региональными способами пластах должны применяться следующие локальные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа:

а)    в горизонтальных подготовительных выработках, наклонных подготовительных выработках на пологих пластах — гидрорыхление, гидроотжим, низконапорное увлажнение, гидровымывание опережающих полостей, образование разгрузочных пазов и щелей, бурение опережающих скважин, торпедирование.

В случае невозможности применения указанных способов проведение подготовительных выработок должно производиться буровзрывным способом в режиме сотрясательного взрывания;

б)    в наклонных подготовительных выработках на крутых пластах—«бурение скважин на всю высоту этажа (подэтажа), гидрорыхление, гидроотжим, образование разгрузочных пазов;

в)    в очистных выработках — гидрорыхление, гидроотжим, образование разгрузочных пазов, бурение опережающих скважин.

При работе стругами и узкозахватными комбайнами в направлении свежей струи воздуха и управлении кровлей полным обрушением на шахтах Донбасса по согласованию с МакНИИ допускается применение локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа голькэ в нишах, в местах расположения околоштре-ковых бутовых полос и в зонах геологических нарушений.

На шахтах восточных и северных бассейнов необходимость применения локальных способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа в опасных зонах очистных забоев определяется Воет-НИИ для каждого шахтопласта в отдельности при согласовании проектов.

53.    При проведении спаренных штреков на крутых пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, мощностью более 1,8 м при ширине целика между штреками по падению не более б м верхняя выработка должна проводиться с применением способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и опережать забой нижнего штрека не менее чем на б м. Нижняя выработка и сбойка могут проводиться без применения способов предотвращения внезапных выбросов.

54.    На крутых пластах при углях, склонных к обрушению (высыпанию), должны применяться способы по предотвращению этих явлений (возведение опережающей крепи, упрочнение угля полимерными смолами и другие способы).

7. Расследование и учет газодинамических явлений

55. О каждом случае газодинамического явления директор или главный инженер шахты обязан немедленно сообщить руководству производственного объединения (комбината), районной горнотехнической инспекции, институту по безопасности работ (МакНИИ или ВостНИИ) и Центральной комиссии по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа.

56. Порядок расследования, состав комиссии и оформление до-

кументов расследования определяются степенью тяжести последствий газодинамического явления.

Газодинамические явления, не повлекшие несчастных случаев, расследуются комиссией в составе: технического директора производственного объединения (комбината) или назначенного им лица (председатель), главного инженера шахты (шахтостроительного управления), представителей районной горнотехнической инспекции, МакНИИ (ВостНИИ) и Центральной комиссии по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа.

В своей работе комиссия должна руководствоваться «Инструкцией по расследованию аварий, не повлекших за собой несчастных случаев на подконтрольных Госгортехнадзору СССР предприятиях и объектах».

57.    При расследовании комиссия устанавливает вид газодинамического явления и составляет акт расследования по форме 1.

Количество газа, выделившегося при внезапном выбросе или другом газодинамическом явлении, определяется в соответствии с методикой, изложенной в приложении 2.

58.    На каждый внезапный выброс угля и газа на основании акта расследования газодинамического явления составляется карточка регистрации по форме 2, на каждый выброс породы — акт расследования по форме 3.

59.    На шахтах, опасных по внезапным выбросам, ведется скрепленная печатью «Книга учета внезапных выбросов угля, породы и газа и других газодинамических явлений» по форме 4. В книгу вносятся сведения о всех видах происшедших на шахте газодинамических явлений.

Перечень работ по предотвращению внезапных выбросов угля и газа и выбросов породы вносится в скрепленную печатью «Книгу выполнения мероприятий по борьбе с выбросами угля, породы и газа» по форме 5.

60.    Акты расследования, книга учета и карточки регистрации являются официальными документами для учета происшедших газодинамических явлений, определения объемов и стоимости работ по ликвидации их последствий, а также для установления дальнейшего порядка ведения горных работ на пласте.

61.    Акты расследования газодинамических явлений и карточки регистрации внезапных выбросов составляются в пяти экземплярах и рассылаются: Центральной комиссии по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа, производственному объединению (комбинату), шахте, управлению округа Госгортехнадзора, МакНИИ (ВостНИИ).

62.    Места и даты возникновения внезапных выбросов и выбросов при взрывных работах наносятся на планы горных работ.

РАЗДЕЛ II

ПРОГНОЗ ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

1. Порядок применения методов прогноза выбросоопасности

63. Прогноз выбросоопасности угольных пластов производится на следующих этапах освоения месторождения (шахтного поля): при ведении геологоразведочных работ;

при вскрытии пластов стволами, квершлагами и другими полевыми выработками;

при ведении подготовительных и очистных работ.

64.    Прогноз выбросоопасности пластов при ведении геологоразведочных работ производится геологоразведочными организациями по специальному руководству. Данные прогноза согласовываются с МакНИИ (ВостНИИ) и используются при составлении проектов развития бассейнов и месторождений, проектов строительства новых шахт и горизонтов.

65.    Прогноз выбросоопасности перед вскрытием пластов горными выработками и при ведении подготовительных и очистных работ осуществляется со следующих глубин (м):

для Кузбасса и Егоршкнского месторождения..... ,    ,    150

для Ворк>тинского месторождения...........400

для Карагандинского бассейна:

Промышленный, Долинский и Каргджаро-Шаханский участки.    ,    ,    350

Южный и Центральный участки Чурубай-Нуринского    района    .    .    270

Тентекский район ,    ,    .     •    .    230

Саранский участок...............200

для Партизанского месторождения и месторождений Сахалина. . .    250

для Подгороди ейского месторождения..........190

для Норильского месторождения............300

Глубина, с которой осуществляется прогноз выбросоопасности, для Донецкого бассейна принимается в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Выход летучих веществ по массе, % Логарифм удельного электросопротивления антрацита, более Природная газоносность пласта, более м* на 1 т горючей массы Глубина, с которой осуществляется прогноз, м 35-27 6 400 26—18 — 8 300 17—9 — 10 250 3,3 20 150

На глубинах, на которых угольные пласты характеризуются выходом летучих веществ более 35% или логарифмом удельного электросопротивления антрацитов <3,3, прогноз выбросоопасности не осуществляется и пласты разрабатываются как невыбросоопасные.

2. Прогноз выбросоопасности пластов в месте вскрытия

66. Перед вскрытием стволами, квершлагами и другими полевыми выработками выбросоопасных, угрожаемых, а также неопасных угольных пластов ниже глубины, указанной в п. 65, должен осуществляться прогноз их выбросоопасности. Результаты прогноза выбросоопасности пластов в месте вскрытия оформляются актом по форме 6.

67.    Для исключения возможности неожиданного вскрытия пласта или приближения забоя вскрывающей выработки на расстояние, при котором замер давления газа в пласте становится невозможным, а также для уточнения положения, угла падения и мощности пласта производится бурение разведочных скважин.

Схемы расположения скважин, их глубина и периодичность бурения определяются главным инженером и геологом шахты из расчета, чтобы разведанная толща пород между пластом и выработкой составляла не менее 5 м.

68.    При приближении забоя вскрывающей выработки на расстояние не менее 3 м (по нормали) к угольному пласту бурят разведочные скважины (шпуры) для отбора проб угля (кернов), замеров давления газа и установления других показателей, используемых при прогнозе выбросоопасности пласта в месте вскрытия. Отбор проб угля производится двойной колонковой трубой или с помощью кернонаборника по всей мощности пласта в месте его пересечения выработкой.

Давление газа замеряется не менее чем в двух скважинах. Минимальное расстояние между замерными камерами должно быть не менее 3 м. Скважины, для замера давления газа в пласте герметизируются в соответствии с методикой, изложенной в приложении 3.

После установки на скважинах манометров наблюдения за давлением газа производят не реже одного раза в смену, показания манометров записывают в журнал. Давление, не изменяющееся в течение суток, считается давлением газа в пласте в месте его вскрытия. Для расчета принимается максимальное значение давления из замеренного по скважинам.

69.    В Донецком бассейне прогноз выбросоопасности пласта в месте вскрытия производится по комплексу признаков, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

Признаки выбросоопасности

определяемые в лаборатории определяемые в шахте Выход летучих веществ по массе vr. % Зольность Ас, % Начальная скорость газоотцачи угля ДР Содержание газов, % {27 § | 2? 2 о . § or >s я a s го а. я а> а х Давление газа Рг, кгс/см* Скорость' газов ы-деления g0, л/мин Мощность пласта т, м Число угольных пачек п гелия (Не) м X га » |о ВЫСШИХ , углеводородов (ВУ)

Для определения этих признаков отбирается керновая проба угля с разделением ее по угольным пачкам, набираются пробы газа из скважин, измеряется давление газа Р_г и скорость газовыделения go и производятся лабораторные анализы взятых проб угля и газа.

Начальная скорость газоотдачи АР определяется по методике МакНИИ, разрушаемость керна R — согласно методике, приведенной в приложении 4. Определение содержания гелия, метана и высших углеводородов производится на хроматографах в специализированной лаборатории.

Для прогноза выбросоопасности принимаются максимальные значения измеренных величин Р_г, go, СН4 и минимальные Не, ВУ при трех измерениях. Признаки R, АР, V^r и А^с вычисляют как средневзвешенные по мощности пласта.

Значения сложных параметров рассчитывают по формулам:

1_П = 0,063 М^с — 8,85) +0,087 (g₀ — 2,31) +

+ 0,335 [п — 2,47);    (1)

11_п = — 1,035 (ВУ — 0,51) - 0,047 (У^г - 22) +

+ 0,064 (АР — 9,27);    (2)

Ш_п = 0,060 (АР —9,27) +0,174 (Р —7,77) +

+ 0,014 (Р_г-24,75);    (3)

IV_n = — 0,156 (g₀ —2,31) —0,171 (СН₄ —90,93).    (4)

Осуществляют кодировку передвижной шкалы (рис. 1) путем проставления единиц в тех ее интервалах, куда попадают вычислен-

Шп Пп In Шп ^кгс/см2 не;/. т,м V S3I г S3 А 1 ь 1 fe V Cvj 1 N А V <5? А $ ь jf» Э- & £ чъ CSJ А $ 1 ? !$ ъ А §1 1 А Т А 23 22 21 20 17 16 15 /4 13 12 11 10 7 6 5 4 3 2 1

Рис. 1. Передвижная шкала с кодированными значениями исходных данных

ные значения параметров I—IV и измеренные значения признаков Р_г, Не, т.

Накладывают передвижную шкалу на шкалу признаков выбросоопасности (рис. 2) так, чтобы вертикальные колонки совпадали, и производят передвижение шкалы сверху вниз от строки к строке и подсчет числа «голосов» в верхней (признаки I класса—опасные) и нижней (признаки II класса — неопасные) частях таблицы — числа строк, в которых имеет место совпадения имеющихся сочетаний трех цифр или двух, если одна имеет знак * (рис. 2) с аналогичным сочетанием в передвижной шкале.

Заключение считается надежным в ситуации неопасно, если число набранных «голосов» за невыбросоопасность больше числа за выбросоопасность не менее чем на 2. Во всех остальных случаях ситуация считается опасной.

о- 8 g Шп Пп In Шп %,кгс/смг Не,0/о т,м 1 « 1 «3 V •г» I' а Л Й ь <5> 1 & г а т CS5 А V Л 1 <-0.75 | If* S- кз v *rj л £ 1 £ £ 8 л & 8 & § л 1 Л 1 1 23 22 21 20 17 16 16 /4 13 п 11 10 7 6 5 4 3 2 1 1 § |_ п ризнаки для I класса «1 0 0 0 2 1 0* 3 0 1 0 4 J 0 0 5 1 0 0 6< 6 0 1 0 7 1 0 0 8 0 1 0 9 0 0 1 10 1 1* 11 1 0 0 2< 12 1 0 0 13 0 1 0 1{ /4 1 Iй Признаки для П класса / 0 0 0 2 0 1* 3 0 0* 4 0 0 0 6< 5 0 1 0 6 0 0 0 7 0 0 0 « 8 1 0 0 9 /* 10 1 0 / 11 0 0 / 2< 12 1 /* 13 0 1" /4 1 0 0 15 0 0 0 11 16 0 /*

Рнс. 2. Шкала признаков выбросоопасности

Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М. «Недра», 1977. 159 с, (М-во угольной пром-сти).

В основу «Инструкции» положены современные теоретические представления о механизме выбросов угля, породы и газа, результаты научно-исследовательских работ по разработке способов предотвращения выбросов и методов прогноза выбросоопасности угольных пластов и пород, полученные ИГД им. Л. А. Скочинского, МакНИИ, ВостНИИ, ВНИМИ, ДонУГИ, ИГТМ АН УССР, ВНИИОМШС, а также многолетний опыт разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа.

«Инструкция» разработана Минуглепромом СССР н Госгортехнадзором СССР. В ее разработке принимали участие работники Минуглепрома УССР, производственных объединений, шахт, научно-исследовательских и проектных институтов Минуглепрома СССР и органов Госгортехнадзора иод руководством Центральной комиссии по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа.

«Инструкция» является нормативным документом и предназначена для работников шахт, производственных объединений (комбинатов), научно-исследовательских, проектно-конструкторских и проектных институтов, а также органов Госгортехнадзора.

Табл. 12, ил. 45.

Редакционная комиссия:

ГРИНЬКО Н. К. (председатель), СУРНАЧЕВ А. А. (заместитель председа теля), КАРАГОДИ11 Л. Н. (заместитель председателя), ПЕТУХОВ И. М (заместитель председателя), АБРАМОВ Ф. А., АРШАВА В. Г., КУЛИ КОВ А. П., ЛИПИЛИН С. 3.. НИКОЛИН В. И.. ОСТАПЕНКО А. Ф., ПЕТ РОВ Н. А., ПЕТРОСЯН А. Э.. ПУЗЫРЕВ В. Н., СТЕПАНОВИЧ Г. Я-СЮСИЛЬ А. В., ЧЕРНОВ О. И.

30708—547

И -

043(01)—-77

Выпущено по заказу Министерства угольной промышленности СССР

© Министерство угольной промыш лснности СССР, 1977

70. В Кузнецком бассейне прогноз выбросоопасности пласта в месте вскрытия производится путем подсчета показателя П₀ по формуле

Яс = ^г.гпах — ^/mln*    (5)

где Рг.max — наибольшее давление газа в пласте на данной глубине от поверхности, кгс/см²; fmin “• наименьшее значение коэффициента крепости угля по угольным пачкам, выявленным разведочной скважиной, или по метровым интервалам разведочной скважины.

При Пс^О пласт в месте вскрытия считается опасным.

При вскрытии квершлагом свиты сближенных крутых пластов допускается осуществлять прогноз их выбросоопасности по двум разведочным скважинам, перебурнвающим несколько пластов или все пласты свиты из одного положения забоя квершлага. При этом величина давления газа в пластах принимается одинаковой и равной наибольшему замеренному давлению в разведочных скважинах.

Для ускорения замера давления газа разведочные скважины могут предварительно заполняться сжатым воздухом под давлением до 90% величины критического давления газа для наименее прочного пласта, найденной из формулы (5) при условии П_с— 0.

6140

f³

'rain*

/7_С1 = АРц? —

(6)

Рг.шах УРг.

max

71. В Карагандинском бассейне прогноз выбросоопасности пласта в месте вскрытия производится путем подсчета показателя П_с\ по формуле

где APw —показатель начальной скорости газоотдачи угля с учетом его естественной влажности для угольной пачки или метрового интервала разведочной скважины, характеризующихся наименьшим значением коэффициента крепости f min»

При Пci^l0,5 пласт в месте вскрытия считается опасным.

Для учета естественной влажности угля значение показателя АР умножается на коэффициент Kw, определяемый по формуле

Kw — 114’—- 0,9 lg Wi    (7)

где W — величина естественной влажности угля по пачке или метровому интервалу разведочной скважины, характеризующаяся значением {min, %.

Величина APw определяется по формуле

t±P_w = КуЛР.    (8)

Коэффициент крепости угля определяется в соответствии с методикой, приведенной в приложении 5. Начальная скорость газоотдачи угля определяется по методике ВостНИИ.

72. На Воркутинском и Норильском месторождениях, а также на месторождениях Приморья и Сахалина угольные пласты в месте вскрытия считаются опасными при давлении газа в скважинах более 10 кгс/см².

РАЗДЕЛ I

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Газодинамические явления и их признаки

1.    Газодинамические явления происходят в забоях капитальных, подготовительных и очистных выработок и представляют собой быстро-протекающсе разрушение призабойной части газоносного угольного или породного массива под воздействием горного давления, давления газа и собственного веса угля, сопровождающееся отбросом или обрушением угля (породы) в горную выработку и повышенным га-зовыделением, превышающим обычное.

К газодинамическим явлениям относятся: внезапные выбросы угля и газа, внезапные выдавливания угля с повышенным газовыде-лением, внезапные обрушения (высыпания) угля с повышенным газо-выделением, выбросы угля и газа при взрывных работах, выбросы породы и газа при взрывных работах.

Внезапные выбросы угля и газа

2.    Внезапный выброс угля и газа является сложным газодинамическим явлением, протекающим в несколько стадий:

хрупкое разрушение напряженной призабойной части пласта, вызванное производственными процессами;

саморазвивающееся разрушение угольного массива с образованием характерной полости;

вынос разрушенного угля в потоке расширяющегося газа;

постепенно затухающее газовыделение из полости выброса и отброшенного угля.

Внезапный выброс угля и газа может также произойти в результате горного удара, внезапного выдавливания или внезапного обрушения (высыпания) угля.

3.    Внезапному выбросу угля и газа предшествуют предупредительные признаки, к которым относятся: выдавливание угля из забоя, удары и треск различной силы и частоты в массиве, отскакивание кусочков угля и шелушение забоя, изменение прочности угля, усиленное давление па крепь, появление пылевого облака, резкое увеличение газовыделения в выработку, зажатие бурового инструмента, выброс штыба и газа при бурении скважин.

Предупредительные признаки могут отсутствовать либо иметь слабо выраженный характер.

4.    Основными признаками внезапного выброса угля и газа являются:

а)    отброс от забоя угля на расстояние, превышающее протяженность возможного размещения угля под углом естественного откоса;

б)    повышенное по сравнению с обычным выделение газа в горную выработку;

в)    образование в угольном массиве характерной полости.

5.    Дополнительными признаками внезапных выбросов угля и

газа являются: повреждение крепи выработок отброшенным углем; повреждение и отброс оборудования, установленного в выработке; наличие тонкой угольной пыли на откосе выброшенного угля, на крепи, а иногда -и во всей выброшенной массе.

Внезапные выдавливания угля с повышенным газовыделением

6. Внезапное выдавливание представляет собой быстрой ротекающи!* отжим призабойной части угольного массива, вызванный изменением его напряженного состояния, без отброса угля газом, сопровождающийся повышенным газовыделением.

7.    Основными признаками внезапного выдавливания угля являются:

а)    смещение угля в выработку на сравнительно небольшое расстояние;

б)    образование в угольном массиве полости, заполненной углем, глубина которой меньше се ширины;

в)    наличие во многих случаях щели между кровлей и пластом угля, частично заполненной тонкой угольной пылью, зияющих трещин в отжатом массиве угля;

г)    повышенное выделение газа в горную выработку.

8.    При внезапном выдавливании угля предупредительные признаки обычно отсутствуют.

Внезапные обрушения (высыпания) угля с повышенным газовыделением

9. Внезапное обрушение угля представляет собой разрушение нависающей части угольного массива под действием собственного веса угля, сопровождающееся повышенным газовыделением, происходящее в результате несвоевременного или некачественного крепления.

10.    Основными признаками внезапного обрушения являются:

а)    образование в угольном массиве полости, ось которой обычно ориентирована по восстанию пласта, а се максимальная ширина находится у устья полости;

б)    расположение обрушившегося угля под углом естественного откоса;

в)    повышенное выделение газа в выработку.

11.    При внезапном обрушении угля предупредительные признаки проявляются в виде высыпаний из массива мелких частиц угля и усиления давления на крепь.

Выбросы угля и газа при взрывных работах

12. Выбросы угля и газа при взрывных работах характеризуются теми же признаками, что и внезапные выбросы, однако к категории внезапных выбросов не относятся, так как вызываются взрывными работами, которые ведутся в режиме, обеспечивающем безопасность рабочих.

Выбросы породы и газа при взрывных работах

13. Выброс породы и газа представляет собой газодинамическое явление, возникающее в песчаниках при взрывных работах за лределами непосредственного воздействия ВВ и характеризующееся быстроразвивающимся разрушением массива с отбросом породы и выделением газа.

14.    Выбросы породы и газа происходят в выработках, проводимых по песчаникам, характеризующимся повышенными значениями показателей хрупкости, упругости и газоносности.

15.    Основными признаками выброса породы и газа являются:

а)    разрушение породы за пределами проектного сечения выработки;

б)    образование в массиве полости, оконтуренной породой, расслоившейся на тонкие чешуеобразные пластинки;

в)    отброс породы от забоя и дробление значительной части ее до размеров крупнозернистого песка;

г)    повышенное выделение газа в выработку.

2. Разделение угольных шахтопластов на категории опасности по внезапным выбросам угля и газа

16. Угольные шахтопласты подразделяются на выбросоопасные, угрожаемые (объединяемые термином «склонные к внезапным выбросам») и невыбросоопасные.

В отдельных случаях могут выделяться особо выбросоопасные шахтопласты (участки).

17.    К выбросоопасным относятся шахтопласты в пределах шахтного поля ниже вентиляционного штрека того горизонта, на котором произошел первый внезапный выброс или выброс при взрывных работах.

При столбовых системах разработки по восстанию (падению) пласт считается выбросоопасным с изогнпсы, проходящей на расстоянии 100 м по пласту выше отметки первого выброса.

18.    К угрожаемым относятся шахтопласты (на всем протяжении шахтного поля или на одном из его крыльев), на которых произошли внезапные обрушения или внезапные отжимы угля с повышенным газовыделением, а также на которых прогнозом установлено наличие опасной зоны.

Отнесение таких шахтопластов к угрожаемым производится на основании заключения комиссии, расследовавшей газодинамическое явление, или обобщения результатов прогноза.

19.    Выбросоопасные и угрожаемые шахтопласты на основании текущего прогноза выбросоопасности делятся на опасные и неопасные зоны.

20.    К особо выбросоопасным относятся шахтопласты с особо сложными условиями разработки, а также участки выбросоопасных шахтопластов на период перехода зон опорного давления, створов очистных работ, при работе встречными забоями и в зонах тектонических нарушений.

21.    Перечень особо выбросоопасных шахтопластов (участков), выбросоопасных и угрожаемых шахтопластов, защитных шахтопластов, невыбросоопасных шахтопластов, на которых должен проводиться прогноз, а также пластов выбросоопасных песчаников.

ежегодно определяется комиссией, состоящей из представителей производственного объединения (комбината), управления округа Госгортехнадзора. МакНИИ (ВостНИИ), ВНИМИ, и утверждается совместным приказом производственного объединения (комбината) и округа Госгортехнадзора.

3. Порядок применения комплекса мер для эффективной и безопасной разработки пластов различной категории опасности

22. Для эффективной и безопасной разработки угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, предназначается комплекс следующих мер:

а)    прогноз выбросоопасности угольных пластов;

б)    опережающая разработка защитных пластов;

в)    системы разработки, технология очистных и подготовительных работ, снижающие опасность возникновения внезапных выбросов угля и газа на незащищенных пластах;

г)    способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контроль за эффективностью нх применения;

д)    мероприятия по обеспечению безопасности рабочих в случае возникновения внезапного выброса угля и газа.

23.    К методам прогноза выбросоопасности угольных пластов относятся: прогноз перед вскрытием стволами, квершлагами и другими полевыми выработками; определение критической глубины, на которой возможно появление внезапных выбросов (локальный прогноз); выделение опасных и неопасных зон на пластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа (текущий прогноз).

Прогноз выбросоопасности пластов должен применяться в еле* дующем порядке:

а)    все шахтопласты, залегающие ниже глубин, указанных в п. 65 настоящей «Инструкции*, должны вскрываться стволами и квершлагами с предварительным прогнозом выбросоопасности пласта перед вскрытием в соответствии с разделом II;

б)    на невыбросоопасных шахтопластах, залегающих ниже глубин, указанных в п. 65, методом локального прогноза должна определяться критическая глубина, на которой возможно появление внезапных выбросов, для каждого шахтопласта в отдельности;

в)    ниже критической глубины, установленной локальным прогнозом. на нсвыбросоопасных шахтопластах должен применяться текущий прогноз, применяемый также на угрожаемых и выбросоопасных шахтопластах.

24.    Угольные шахтопласты, склонные к внезапным выбросам угля и газа, должны разрабатываться с применением опережающей разработки защитных пластов и контролем эффективности защитного действия в соответствии с разделом III.

В незащищенных зонах, а также в случае, если на шахтопла-сте или на его отдельном участке методом контроля установлена неэффективность защитного действия, должен применяться прогноз выбросоопасности, а в опасных зонах — способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

25.    Разработка незащищенных угольных шахтопластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должна производиться, как

правило, столбовыми системами по простиранию или падению (восстанию).

В случаях, когда по горнотехническим условиям не представляется возможным применить столбовую систему разработки, допускается применение сплошной системы.

Технология очистных и подготовительных работ на незащищенных шахтопластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должна отвечать следующим требованиям:

а)    выемка угля в очистных забоях должна производиться струговыми установками, узкозахватными комбайнами и комплексами; в отдельных случаях допускается выемка угля отбойными молотками и буровзрывным способом;

б)    способ управления кровлей должен обеспечивать максимально возможное снижение напряженного состояния призабойной части угольного массива;

в)    проведение горных выработок должно осуществляться механизированными способами или взрывными работами;

г)    способ крепления очистной и подготовительной выработок должен исключать возможность обрушения, высыпания и отжима угольного массива;

д)    работы по предотвращению внезапных выбросов угля и газа должны включаться в технологию и организацию очистных и подготовительных работ.

26.    Незащищенные угольные шахтопласты, склонные к внезапным выбросам угля и газа, должны разрабатываться с применением региональных или локальных способов предотвращения внезапных выбросов.

Региональные способы предназначаются для предварительной обработки угольного массива впереди очистных и подготовительных забоев и осуществляются через скважины, пробуренные из заранее пройденных подготовительных выработок.

Локальные способы предназначаются для обработки призабойной части угольного массива и осуществляются из очистных или подготовительных забоев.

К региональным способам предотвращения внезапных выбросов угля и газа относятся:

а)    дегазация угольных пластов;

б)    увлажнение угольных пластов.

К локальным способам предотвращения внезапных выбросов угля и газа относятся:

а)    гидрорыхление угольного пласта;

б)    гидроотжим угольного пласта;

в)    низконапорное увлажнение угольного пласта;

г)    гидровымывание опережающих полостей;

д)    образование разгрузочных пазов и щелей;

е)    бурение опережающих скважин;

ж)    торпедирование призабойной части угольного пласта.

Во всех случаях применения способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа должен осуществляться контроль за эффективностью применения этих способов.

27.    На незащищенных шахтопластах, склонных к внезапным выбросам угля и газа, должны применяться, как правило, региональные способы предотвращения внезапных выбросов. Региональные способы должны применяться: на вновь подготавливаемых горизонтах из откаточных выработок действующих горизонтов, на

выемочных полях при столбовых системах разработки, на мощных крутых пластах при всех системах разработки, а также на участках пластов, склонных к внезапным выбросам, при сплошной системе разработки из создаваемых для этих целей необходимых опережений вентиляционного или откаточного штреков.

При невозможности применения региональных способов должны применяться локальные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

28. При разработке угольных шахтопластов должны применяться следующие мероприятия по обеспечению безопасности рабочих в случае возникновения внезапного выброса угля и газа:

а)    на выбросоопасных и угрожаемых шахтопластах — производство взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания; дистанционное включение и выключение оборудования в соответствии с § 109 «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах»; схемы вентиляции, обеспечивающие непрерывное проветривание забоев; обеспечение рабочих изолирующими самоспасателями; устройство выходов, обеспечивающих возможность быстрого вывода людей из забоев;

б)    на выбросоопасных шахтопластах — устройство индивидуальных и групповых отводов сжатого воздуха; устройство переносных спасательных пунктов, надежная двухсторонняя связь и средства сигнализации;

в)    на выбросоопасных шахтопластах при работе в опасных зонах— регламентация последовательности выполнения технологических процессов и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

На особо выбросоопасных шахтопластах (участках) дополнительно устанавливается скорость подвигания очистных и подготовительных забоев с учетом обеспечения эффективного действия способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

На выбросоопасных и угрожаемых шахтопластах, полностью защищенных опережающей отработкой защитных пластов или обработанных региональными способами, при ведении взрывных работ должны осуществляться меры безопасности, предусмотренные «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» (ЕПБ) для сверхкатегорных по газу угольных шахт.

4. Общая организация работ по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа

29. Техническое руководство работами по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа должно осуществляться по схеме: техническое управление Минуглепрома СССР — техническое управление Минуглепрома УССР — технические директора производственных объединений (комбинатов) — главные инженеры шахт.

30. В технической дирекции производственных объединений, шахты хоторых разрабатывают склонные к внезапным выбросам пласты, вводится должность главного горняка по борьбе с выбросами угля, породы и газа, который организует свою работу в соответствии с «Типовым положением о главном горняке по борьбе с выбросами угля, породы и газа».

Способы предотвращения внезапных выбросов (в зависимости от вида этих способов, объемов работ, техники и технологии веде-

ния горных работ) должны выполняться участками профилактических работ по технике безопасности или эксплуатационными и подготовительными участками (при небольших объемах этих работ).

Прогноз выбросоопасности угольных пластов и контроль за эффективностью применения способов предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа должны осуществляться участком ВТБ.

31.    Научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по созданию новых методов прогноза выбросоопасности угольных пластов и горных пород и способов предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа, а также методов контроля за эффективностью их применения проводятся под научно-методическим руководством Центральной комиссии по борьбе с внезапными выбросами угля, породы и газа.

Порядок проведения работ по созданию и внедрению новых способов прогноза и предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа, а также оформления документации изложен в приложении 1.

32.    Проекты строительства и реконструкции, перспективные и годовые планы развития горных работ для новых и действующих шахт, опасных по внезапным выбросам, в части борьбы с выбросами согласовываются с МакНИИ (ВостНИИ) и ВНИМИ и утверждаются в установленном порядке.

33.    Порядок отработки пластов в свите определяется проектом ведения горных работ на горизонте. Один раз в год, а также при изменении горнотехнических и горно-геологических условий, влияющих на последовательность выемки пластов в свитах, этот порядок должен уточняться комиссией в составе, указанном в п. 21.

Эта же комиссия определяет порядок отработки каждого пласта, ограничивающий ведение горных работ встречными и «догоняющими» забоями.

Решения комиссии оформляются протоколом, на основании которого издается приказ по объединению (комбинату).

34.    Проекты вскрытия, подготовки и разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, согласовываются с МакНИИ (ВостНИИ) и утверждаются главным инженером производственного объединения (комбината).

Проекты вскрытия невыбросоопасных пластов на глубинах, ниже указанных в п. 65, утверждаются главным инженером шахты.

35.    Решение вопросов безопасного ведения горных работ на выбросоопасных и угрожаемых пластах в случаях, не предусмотренных настоящей «Инструкцией», осуществляется бюро Центральной комиссии по борьбе с выбросами угля, породы и газа или секцией Центральной комиссии по Донецкому бассейну по представлению производственного объединения (комбината) или управления округа Госгортехнадзора. Решения бюро или секции оформляются протоколом.

5. Требования к проектам строительства шахт и подготовки новых горизонтов

36. Для составления проектов строительства новых шахт, их реконструкции и подготовки новых горизонтов геологоразведочные организации Мингео СССР и Мннуглелрома СССР на основании прогно-