ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР ИНСТИТУТ ГЕОТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПОРОД ДОНБАССА ПО ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМ ДАННЫМ
Днепропетровск 1973 г.
МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР
ИНСТИТУТ ГЕОТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
«УТВЕРЖДАЮ» зам. министра геологии СССР В. ЯРМОЛЮК.
«Согласовано» Научный руководитель проблемы М U3 МГ СССР А. КРАВЦОВ 8 января 1073 г.
16 января 1973 Г.
Одобрено
Центральной комиссией по борьбе с внезапными выбросами угля и газа (Протокол № 173 от 17 мая 1972 г.)
ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПОРОД ДОНБАССА ПО ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМ ДАННЫМ
Днепропетровск 1973 г.
Оценка показателей выбросоопасности пород
Марка угля |
д-г |
Генетический тип песчаника |
Б. Оз. Л |
Киарц обломочный, •/• |
<30.0 |
Кварц регенерационный. •/* |
< 2.5 |
Слюдисто глинистые минералы, •/• |
>45.0 |
Средневзвешенный размер зерен, мы |
<0.12 |
<0.10
Ранги выбросоопасности песчаников |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 группа |
показателен |
|
|
1 подгруппа |
|
Г |
ГЖ,Т |
Ж,0С |
ЖК |
ПМ |
ПМ ПВР |
ПВР |
ПВР Р |
30.0—40.0
35.0 |
40.0- 50.0
15.0~ |
50.0-60.0
55.0" |
60.0-70.0
65.0 |
2,5- 5.0 3.7 |
5.0- 7.5 6.2 |
7.5-Ю.О
8.8 |
10.0-12.5 М.З ~ |
45.0-35.0
40.0 |
35.0 25.0 30.0 |
25.0—15,0
"20.0 |
15.0- 5.0 10.0 |
0.12-0.13
oil 2 |
0.13-0.16
0.15 |
0.16 -0.20 0.18 ” |
0.20 0.28 0.24 |
0.1 -0.2 0.15 |
0.2-0.3 0.25 |
0.3 -0-4. ' 0.35 |
0.4 - 0.5 0.45 |
|
>0.5 |
К
Р
>70.0 >12,5 < 5.0 > 0.28
Пористость открытая,
< 2.5 > 100
>3.7
<20
<0.05
<40
<500
<30
Предел прочности на разрыв.
кг/см»
Модуль Юнга (динамическим) Ед10'\ кг/смг
Коэффициент затухания упругих колебаний. м “~
Сорбционная метаиоемкость песчаника при Р=30 ат, t=3C7. мл/г
Степень заполнения пор газом, весовых •/•
Глубина, м Давление 1аза. ат
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
2 подгруппа |
|
|
2,5—4,5 3.5 |
4.5 -6.5 5.5 |
6.5 —8.5 7~$ |
8.5-10.5
9.5 |
>10.5 |
100-86 |
86—72 |
72-68 |
58-44 |
<44 |
93 |
79 |
65 |
51 |
3,7—3.5 |
3.5 —3.3 |
3.3 -3.1 |
3.1 -2.9 |
<2.9 |
3.6 |
3.4 |
3.2 |
3.0 |
20 24 |
24-28 |
28—32 |
32—36 |
>36 |
22 |
26 |
30 |
34 |
|
3 подгруппа |
|
|
0.05-0.11 |
0.11-0.17 |
о.17-о.гз |
023-0.29 |
>0.29 |
0.08 |
0.14 |
0.20 |
0.26 |
40-50 |
50-60 |
60-70 |
70-80 |
>80 |
45 |
55 |
65 |
75 |
|
11 группе |
показателeft |
|
|
500-700 |
700 -900 |
900-1100 |
1100-1300 |
>1200 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
30-40 |
40-50 |
50-60 |
60—70 |
>70 |
35 |
45 |
56 |
65 |
2 9. В связи с тем, что не всегда представляется возможным определить все показатели выбросоопасности пород, допускается сокращенная схема оценки комплексного критерия выбросоопасности «В» по показателям первой подгруппы, пористости, степени заполнения пор газом и показателям второй группы. В этом случае комплексный критерий выбросоопасности пород «В» вычисляется как среднее арифметическое показателей выбросоопасности первой и второй групп-
2. 10 На полях шахт, в горных выработках которых происходили выбросы пород, прогноз выбросоопасности возможен по показателям первой подгруппы, пористости, степени заполнения пор газом и глубине.
2. 11- Образование дисков (кольцевых трещин) на керне геологоразведочных скважин, пробуренных с поверхности, свидетельствует о сложном напряженно-деформированном состоянии породного массива, в котором при проходке горных выработок взрывным способом могут происходить выбросы пород.
2. 12. Признаки дисков: 1) выпукло-вогнутая форма, при этом выпуклость дисков направлена в сторону забоя скважины; 2) плоскость, совпадающая с окружностью периметра дисков, перпендикулярна оси скважины; 3) толщина дисков меньше диаметра керна; 4) в непосредственной близости от участков дискования на керне имеются кольцевые трещины, которые опоясывают керн по всему периметру либо по его части, при этом плоскость, совпадающая с периметром трещины, перпендикулярна оси скважины
2. 13. Выбросоопасность пород в интервалах, где керн разделился на диски или на нем отмечены кольцевые трещины, соответствует комплексному критерию выбросоопасности «В», равному 0,6—1.
2- 14. В связи с тем, что в большинстве случаев при бурении заведомо выбросоопасных пород образование дисков (кольцевых трещин) на керне геологоразведочных скважин, пробуренных с поверхности, не наблюдалось, их отсутствие не является достаточным признаком условий, не опасных по выбросам пород.
2- 15. При величине комплексного критерия выбросоопасности «В>, равном или большем 0,6, породы являются выбросоопасными- В процессе проведения по ним горных выработок взрывным способом следует ожидать выбросы малой, средней и большой силы. При величине критерия выбросоопасности «В» равном 0,4—-0.6, породы относятся к низкой
12
степени выбросоопасности В них могут происходить микровыбросы малой силы. Комплексный критерий выбросоопасности «В», меньший 0,4, указывает, что породы являются выбросонеопасными, лишь в редких случаях в них могут наблюдаться микровыбросы.
2. 16. Классификация песчаников на выбросоопасные и выбросонеопасные по сокращенной схеме неказателей может быть осуществлена с помощью программы ЭВМ типа «Распознавания образов», в частности по программе В В. Ломтад-зе, А. И Степанова «Программа комплексной интерпретации геолого-геофизических данных» (приложение 1).
3 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПОРОД
3. 1. Региональный метод применяется на стадиях летальной разведки и доразведки шахтных полей В отдельных случаях по требованию проектных организаций определение выбросоопасности пород осуществляется на стадии предварительной разведки.
3. 2- Определение показателей выбросоопасности пород производится по скважинам, вскрывающим породы, в которых по предварительным проектам шахтного строительства предполагается проведение горных выработок. Также исследуются песчаники, в которых к настоящему времени наблюдались выбросы- В контрольно-стволовых скважинах выб-росоопасность должна быть определена для всех песчаников, залегающих глубже 700 м
3. 3. В проектах детальной разведки и доразведки шахтных полей для определения выбросоопасности необходимо предусматривать такое количество скважин, чтобы в зависимости от конкретных геологических условий она была оценена наиболее полно, но не реже чем по одной скважине на 1,5—2,0 км2. Скважины выбираются по профилям, располагающимся вкрест простирания и по простиранию пород с учетом направления основных капитальных и подготовительных выработок.
3. 4. Для определения показателей выбросоопасности пород необходимо выполнить ряд исследований, которые проводятся в три этапа: полевые, лабораторные и камеральные работы-
13
4. ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ
4. 1. В полевых условиях по керну скважин производится ^писание пород и отбор проб, необходимых дчя лабораторных исследований, определяется давление газа и отбор его проб.
4 2. Описание структурно-текстурных особенностей песчаников, на основании которого они визуально расчленяются по зернистости и слоистости на слои и генетические типы, осуществляется в обязательном порядке по всем скважинам, пробуренным на шахтном поле с глубин свыше 700 м в соответствии с методикой, приведенной в приложении 2. Описание выполняет техник-геолог под контролем участкового инженера-геолога •
4- 3 При описании особое внимание обращается на наличие и регистрацию выпукло-вогнутых дисков или характерных кольцевых трещин на керне геологоразведочных скважин.
4. 4. На основе детального послойного описания песчаника по его мощности выделяются основные генетические типы и отбираются пробы для определения показателей выбросо-опасности в лабораторных условиях
4. 5. Количество проб зависит от мощности, генетического типа и числа прослоев. В песчаниках, состоящих из различных прослоев, отличающихся по генетическому типу, отбирается одна проба из прослоя, если его мощность более 2,5 м.
В мощных песчаниках одного генетического типа и одно родных по структурно-текстурным признакам следует отбирать одну пробу на 5-10 м мощности в зависимости от генетического типа песчаника Отбирать пробы необходимо с типичных участков слоев.
4. 6. Пробы отбираются в виде кусков керна: для изучения физико-механических свойств длиной 30—40 см (или 3 образца длиной по 15 см); для изготовления шлифов—5 см; для определения абсолютной и открытой пористости — до 10 см.
4. 7- Образцы для определения естественной влажности песчаников необходимо выбивать молотком из средней части керна в виде кусочков весом 50 —80 г, немедленно обвертывать марлей и парафинировать. Для каждого определения влажности отбирать 4—5 образцов из одного куска керна
4 8. В случае, если керн делится на выпукло-вогнутые диски или имеет характерные кольцевые трещины, из каждой
И
разновидности по толщине дисков отбираются образцы на шлифы, определение мета ноем кости, абсолютной и открытой пористости.
4. 9 Для определения сорбционной метаноемкости можно использовать остатки образцов песчаников после установления их физико-механических свойств.
4. 10. Давление газа, отбор, его проб и метаноносность песчаников определяются специализированными отрядами С помощью пластоиспытателя КИИ-65—ГрозУфНИИ по методике УкрНИИГаз в 3—4 скважинах, располагающихся в раз^ личных структурно-тектонических условиях.
5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5 1. В лабораторных условиях по пробам, отобранным из скважин, изготовляются шлифы, производится подготовка образцов к определению основных показателей выбросоопас-чоети. Шлифы изготовляются по каждой пробе в двух плоскостях, взаимно перпендикулярных наслоению.
5 2. Петрографические показатели — содержание обломочного и регенерационного кварца, слюдисто-глинистых минералов, средневзвешенный размер зерен, протяженность их контактов определяются в соответствии с приложением 3
5. 3 Открытая пористость и удельный вес определяются по методике, приведенной в приложении 4
5. 4 Определение предела прочности на разрыв производится согласно приложению 5.
5- 5. Измерение упругих свойств (модуля Юнга, коэффициента затухания упругих колебаний) динамическими методами осуществляется на установке ЕЖ Д-3 по методике, изложенной в приложении 6.
5. 6. Сорбционную метаноемкость песчаников следует определять объемным методом. (Приложение 7)
5. 7. Степень заполнения пор газом при нормальных условиях определяется по влажности и открытой пористости согласно приложению 8.
6. КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
6. I Камер-альные работы заключаются в обработке результатов определения показателей выбросоопасности пород и составлении геологического заключения
15
Прогноз выбросоопасности пород, позволяющий при проектировании шахт предусмотреть организационно-тохнологичес-кие мероприятия по предупреждению выбросов и ликвидации их последствий, является важным звеном в общем комплексе работ по борьбе с ними.
В настоящем Временном руководстве изложены основы метода регионального прогноза выбросоопасности пород на глубоких Горизонтах Донецкого бассейна по материалам геологической разведки и даны рекомендации по его применению.
Руководство составлено на основании результатов научно-исследовательских работ, проведенных в 1969—1971 гг. Институтом геотехнической механики Академии наук Украинской ССР в соответствии с Постановлением Государственного Комитета по науке и технике Совета Министров ССХЗР N* 61 от 31 марта 1969 г. и рекомендациями Министерства геологии СССР. Использованы опубликованные и фондовые материалы МакНИИ, треста «Артемгеология* МГ УССР, Управления геолого-тематических и проектно-экспертных работ МУП УССР, треста шахтной геологии и технического бурения МУП УССР, Московского геологоразведочного института имени С. Орджоникидзе.
Временное руководство предназначено для оценки выбросоопасности пород Донбасса в процессе проведения геологоразведочных работ.
Составлено кандидатами г.-м. н. В. Е. Забмгайло, Б. П. Ру дометовым, инженером И. С. Белым, м. н. с. Е. А. Моссур под редакцией чл.-корр. АН УССР, доктора г.-м. и., профессора А, 3. Широкова.
I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПОРОД В ДОНБАССЕ
1. 1. При проведении полевых капитальных и подготовительных выработок взрывным способом в Донбассе происходят выбросы горных пород, представляющие собой динамические явления, которые возникают иод воздействием статических и динамических полей напряжений в газонасыщенных породах-
I. 2- Выбросы пород приводят к значительному снижению производительности и безопасности труда, уменьшают темпы проведения выработок, увеличивают продолжительность строительства глубоких шахт, усложняют технологию проведения и поддержания горных выработок.
I. 3- Выбросы пород зарегистрированы в процессе строительства 12 глубоких шахт при проведении горных выработок по 16 пластам песчаников: в Красноармейском районе — на шахте «Красноармейская-Капитальная»(песчаник i2si3 свиты С®); в Донецко-Макеевском районе — на шахтах «Пет-ровская-Глубкая» (песчаники h3Sh4 hJSh, и h7 SHjj свиты С|); № 4—21, 29, 17—17-бис, «Ново-Центральная» (песчаник h'Sh7 свиты С|). ‘Октябрьский рудник» (песчаники LeSIK, L7S17 и l'S4 свиты C^,m2SM:i и m3Sm° свиты С7г), им. Поченкова (песчаник k}Sk| свиты Cij, 1,SI., свиты С| и m2SM3 свиты С\)', «Пролетарская-Глубокая» (песчаник k}Sk^ свиты Cij); в Центральном районе — на шахтах им. Артема (песчаник k^Sk} свиты С|), № 1—5 «Кочегарка» (песчаники m^SmJ m„SmJ свиты Cjj) и в
Алмазно-Марьевском районе — на шахте им. Менжинского (песчаники 1,SI3 и L7S1J свиты С|)-
I. 4. По структурно-текстурным особенностям различают четыре генетических типа выбросоопасных песчаников: русловые, прибрежно-морские, песчаники подводных выносов рек и подводных выносов рек с признаками прибрвжно-мор-
ских. Преимущественно выбросы отмечены в русловых песчаниках и песчаниках подводных выносов рек. Мощности пластов выбросоопасных песчаников изменяются от 2,6 м (песчаник шахта «Октябрьский рудник») до 70,0 м (песча
ник hJSh,, шахта «Петровская-Глубокая»).
I- 5 Выбросы зафиксированы в песчаниках начального (зоны распространения углей марки Г-ГЖ) и глубинного (зоны распространения углей марки Ж, К и переходных от К к ОС) катагенеза.
I- 6- Выбрюсоопасные песчаники в гранулометрическом отношении разнозернистые. Преобладающий средневзвешенный размер зерен находится в пределах 0,19±0,04 мм. Коэффициент сортировки обломочного материала колеблется от 1,16 до 3,78 при среднем 2,28, а коэффициент асимметрии от 1,14 до 0,57 при среднем 0,89
1- 7. По минералогическому составу выбросоопасные песчаники полевошпатово-кварцевые, реже существенно кварцевые. Они состоят из обломочного (53,8±7,8%) и регенерационного (8,7+2,3%) кварца, полевых шпатов (7,5±4,3%), обломков пород (6,7±4,1%), слюдисто-глинистых материалов (19,4±7,4), с включением акцессорных минералов (апатита, циркона, турмалина, граната, рудного минерала, рутила), редких обуглившихся растительных обрывков.
Зерна кварца имеют угловатую, реже угловато-окатанную форму, содержат включения пузырьков газа, под микроскопом в них наблюдаются микротрещины.
Полевые шпаты представлены кислыми плагиоклазами, калиевым полевым шпатом и решетчатым микроклином. Среди обломков пород присутствуют микрокварциты, кремнистые и глинисто-кремнистые сланцы, реже гранитоиды и эффу-зивы.
В состав слюд входят мусковит, в меньшем количестве гидрятизированный биотит и хлорит. Пластинки биотита изогнуты и часто преобразованы в пакеты чередования хлорита, мусковита, лейкоксена, сидерита.
I. 8- Цемент выбросоопасных песчаников поровый, коптак-тово-поровый, состоящий из гидрослюды, каолинита, карбонатов. Контакты породообразующих минералов прямолинейные, выпукло-вогнутые и сутурные. Протяженность контактов 0,45+0,15, отношение конечного диаметра зерен кварца к начальному 1,30+0,07-
1- 9. Выбросоопасные песчаники обладают повышенной открытой пористостью, равной 7,45+1,84%.
4
I. Ю. Предел прочности на сжатие выбросоопасных песчаников колеблется от 759 до 1400 кг/сл*2 при среднем 1054± 180 кг/см2; предел прочности на разрыв изменяется от 40 до 99 кг/см* при среднем 63+15 кг/см2.
I- 11 Выбросоопасные песчаники характеризуются следующими средними значениями упругих свойств, определенных динамическими методами: скорость распространения упругих волн параллельно напластованию равна 3307+280 м/сек, динамический модуль Юнга параллельно напластованию —3,17x10^0,4 кг/см2 и перпендикулярно напластованию 2,57x10:,+0,4 кг/см2; коэффициент затухания упругих колебаний —35+9 м~\
I. 12. Влажность выбросоопасных песчаников находится в пределах 0,62—1,13% по весу, степень заполнения пор газом составляет свыше 60%.
1 13. Средняя сорбционная метаноемкость выбросоопас-ных песчаников при давлении 30 ат и температуре 30° С равна 0,223 мл/г породы, потенциальная метаноемкость при этих термодинамических условиях изменяется от 0,77 до 2,37 при средней 1,13 мл/г породы; метаноносность песчаников в их естественном залегании находится в пределах 1,02—5,25 ма/т при средней 2,6 м3/т-
I. 14 Все выбросы пород произошли глубже верхней границы зоны метановых газов в песчаниках, содержащих газ под высоким давлением (30—101 ат). Шахты, на которых они отмечены, относятся к сверхкатегорийным по метану В большинстве случаев угольные пласты, ближайшие к выбросоопасным песчаникам, опасны по внезапным выбросам угля и газа, а также суфлярным выделениям метана.
I. 15 Выбросы пород отмечены на глубинах свыше 700 м, преимущественно в интервале 800—1200 м. На глубинах 500— 700 м наблюдались только поднятия пород.
I 16. В региональном плане поля шахт, на которых зафиксированы выбросы песчаников, расположены в тектонических блоках, ограниченных крупными, поперечными к ос-1говному простиранию пород, надвигами или флексурами.
I. 17. Выбросы песчаников в основном отмечены в крыльях и сводовых частях пологих антиклинальных складок, ориентированных вкрест основного простирания каменноугольных пород.
В Донецко-Макеевском районе это складки северо-западного простирания (аз 340—355°). Оси складок погружаются в
5
этом же направлении. Ширина складок изменяется от 1,2 (поля шахт № 17-17-бис и «Октябрьский рудник») до 11,5 км (Петровская антиклиналь на поле шахты «Петровская-Глу-бокая»)- Высота складок изменяется от 10 (поле шахты № 17-17-бис) до 170 м (поле шахты «Петровская-Глубокая»)- Углы падения крыльев составляют 0,5—3°.
В Центральном районе поперечные антиклинальные складки имеют северо-восточное (аз- 37—45”) простирание. Ширина складок 2—3,5 км, высота 70—230 м. Углы падения крыльев изменяются от 3 до 10°.
В Красноармейском районе на поле шахты «Красноар-мейская-Капитальная», а западном крыле которой произошли выбросы песчаников, антиклинальная складка имеет северо-восточное простирание оси (аз. 68°). Ширина ее составляет около 10 км, высота 70—75 м. Углы падения крыльев не превышают 2°
В Алмазно-Марьевском районе на шахте им. Менжинского выбросы песчаников наблюдались в замковой части асимметричной Первомайской антиклинали, имеющей широтное простирание с западным погружением ее оси.
На поле шахты «Пролетарская-Глубокая» Донецко-Макеевского района выбросы пород произошли в донной части Макеевской мульды.
2. МЕТОД РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ ПОРОД ПО ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМ ДАННЫМ
2. 1. Региональный метод прогноза выбросоопасности пород по геологоразведочным данным решает задачу оценки выбросоопасности пород в пределах геолого-промышленного района, комплекса или отдельных шахтных полей с целью выбора при проектировании шахт наиболее устойчивых и наименее выбросоопасных пород для проходки полевых капитальных и подготовительных выработок, обоснования организационно-технологических мероприятий по предупреждению выбросов пород и ликвидации их последствий. Данные регионального метода в процессе строительства шахт или освоения более глубоких горизонтов должны дополняться и уточняться результатами локального способа прогноза выбросоопасности пород
2- 2- В основу регионального метода положены показатели выбросоопасности пород; существенные различия в харак-
теристиках свойств и напряженного состояния пород, установленные при сравнительном изучении опасных и неопасных по выбросам геологических условий и надежно определяемые по геологоразведочным данным. При этом также учитывается образование дисков (кольцевых трещин) на керне геологоразведочных скважин, пробуренных с поверхности.
2. 3. По физическому содержанию показатели выбросо-опасности подразделяются на группу показателей свойств и группу показателей напряженного состояния пород (табл 1).
Таллинн !
Показатели выбросоопасносги песчаников
!3начения показателя для песчаников |
|
выбросоне- |
выбросо* |
Показатели |
опасных |
опасных |
|
от - до среднее |
1 |
1
2 |
3 |
|
1 группа показателей |
|
1 подгруппа |
Марка угля |
Л. г. ж. К. ОС. Т. ПА. А |
Г. ж. к,ос,т |
Генетическии тип песчаника |
Б. Оз. Л. Р. ПВР ПВР-П.М. ПМ |
Р.ПВР. ПВР ПМ. П.М |
Кварц обломочный. |
23,2-68.3
45,1 |
31,4 —72.7 53.8 |
Кварц регенерационный. |
0 —12.1
6> |
2,70-15.0
8.7 |
Слюдисто-глинистые минералы. • |
«• 6.7—54.7 |
3.7 —43.3 |
|
25.7 |
19,6 |
Средневзвешенный размер зерен. |
мм 0,07-0.26 0.14 |
0.12-0,40
0.J9 |
Протяженность контактов |
0.06—0.49 |
0.-11-0,68 |
|
0,22 |
0,45 |
|
2 подгруппа 0.3 —9,9 2,7 —13,0
7,4
Пористость открытая, |
5,1
7
1 |
2 |
1
1 3 |
Предел прочности ни разрыв, кг/см- |
60—120 |
40—99 |
|
74 |
63 |
Модуль Юнга (динамический), |
3,26—4.17 |
2.87-3.74 |
Ел lO5, кг/см2 |
3,63 |
3.17 |
Коэффициент затухания упругих ко- |
0
1
8 |
21-48 |
лебяннй, м -1 |
22 |
35 |
|
3 |
подгруппа |
Сорбционная метаноемкость песча- |
0,05—0.51 |
0,05-0.85 |
ника Р=30 ат. t=30p, мл/г |
0,153 |
0,223 |
Степень заполнения пор газом, весовых •/« |
<40 |
>40 |
II группа показателей |
|
Глубина, м |
<700 |
>700 |
Давление газа, ат |
<30 |
30—101
45 |
Примечание- Генетические типы песчаников; Б - заболачивающихся водоемов; Оз — озерные; Л — лагунные; Р — русловые; ПВР — подводных выносов |
|
рек; ПВР-ПМ — подводных выносов рек с признаками прибрежно-морских; ПМ — прибрежно-морские. |
Группа показателей свойств состоит из трех подгрупп: первая включает степень катагенетического преобразования пород (марка угля), их генетический тип, содержание обломочного и регенерационного кварца, слюдисто-глинистых минералов, средневзвешенный размер зерен, протяженность контактов между обломочными зернами; вторая подгруппа характеризует физико-механические параметры — открытую пористость, предел прочности на разрыв, динамический модуль Юнга, коэффициент затухания упругих колебаний; третья — сорбционную метаноемкость песчаника и степень заполнения пор» газом. К группе показателей напряженного состояния относятся глубина залегания песчаника и давление газа в нем.
2. 4 Для одних и тех же генетических типов пород и их степени катагенеза, соответствующей маркам углей Г. Ж, К, выбросоопасность возрастает с увеличением содержания обломочного и регенерационного кварца, с ростом размера кварцевых зерен, протяженности контактов между породооб-
8
разующими минералами, с увеличением пористости и уменьшением предела прочности на разрыв и упругих параметров (модуля Юнга и коэффициента затухания упругих колебаний), определяемых на образцах разгруженных от горною давления, с увеличением сорбционной метаноемкоети и степени заполнения пор газом, глубины и давления насыщающих газов
2. 5. Показатели выбросоопасности песчаников характери-зуются следующими особенностями: являются случайными величинами и подчиняются нормальному закону распределения, за исключением размера зерен породообразующих мине, ралов, закон распределения которых соответствует логнормальному закону; при статистическом сравнении с помощью критерия Стьюдента средние значения существенно отличаются от аналогичных средних величин для Еыбросонеопасных пород; рядовые значения изменяются в широких пределах и диапазоны их колебаний для опасных и неопасных по выбросам условий пересекаются.
2. 6. В силу случайного характера показателей выбросоопасности и пересечения диапазонов изменения рядовых значений, для опасных и неопасных но выбросам условий может случиться, что одни из них будут указывать на принадлежность изучаемого объекта к выбросоопасным условиям, другие к выбросонеопасным. Поэтому объективное решение о выбросоопасности пород, ввиду относительно большого количества показателей, принимается с помощью решающего правила
2. 7. Решающее правило составлено таким образом: диапазоны колебаний значений каждого показателя выбросоопасности разбиты на ранги выбросоопасности — выбросонеопасные, очень низкой степени выбросоопасности, низкой степени, средней степени и высокой степени выбросоопасности, которым присвоены числовые значения 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 (табл 2). По числам рангов определяется комплексный критерий выбросоопасности «В».
2. 8. Комплексный критерий выбросоопасности ‘В» — это среднее арифметическое критериев выбросоопасности «В» для первой (В,г) и второй (В2г) групп показателей
Для первой группы показателей критерий выбросоопасности В, г вычисляется как среднее арифметическое критериев выбросоопасности для каждой подгруппы, которые в свою очередь являются средним арифметическим чисел рангов показателей в каждой подгруппе.
Для второй группы критерий выбросоопасности В2г находится как среднее арифметическое чисел рангов-