Комплексный прогноз выбросоопасности в очистных забоях

2.4.22. На шахтах Кузбасса до пуска каждого очистного забоя с максимальной глубиной отработки пласта ниже критической по внезапным выбросам глубины ВостНИИ по заявке шахты должен произвести геофизическую разведку тектонической структуры угольного пласта в пределах соответствующего оконтуренного подготовительными выработками выемочного участка согласно Методике установления потенциально выбросоопасных участков угольных пластов в зонах влияния тектонических нарушений (Кемерово: ВостНИИ, 1999) и по ее результатам, а также результатам текущего прогноза выбросоопасности в оконтуривающих подготовительных выработках выдать заключение о наличии в пределах данного участка потенциально выбросоопасных зон с указанием их границ. До входа очистного забоя в потенциально выбросоопасную зону она должна быть приведена в невыбросоопасное состояние или забой должен подвигаться в пределах зоны с невыбросоопасными параметрами выемки угля на основании заключения ВостНИИ.

 

 

Текущий прогноз выбросоопасности в подготовительных и очистных выработках шахт Ростовской области

 

Текущий прогноз по начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров

2.4.23. В целях получения исходных данных для текущего прогноза проводятся разведочные наблюдения вне зоны геологического нарушения (не ближе 25 м). В подготовительных выработках эти наблюдения включают измерения начальной скорости газовыделения g_н из шпура глубиной 3,5 м, коэффициента крепости угля f и общей мощности пласта т в пяти циклах проходки (через 2 м). В очистных выработках эти измерения проводят в пяти пунктах, расположенных равномерно по длине забоя.

Измерение начальной скорости газовыделения в процессе разведочных наблюдений производится: при длине контрольного шпура 1,5; 2,5 и 3,5 м в забоях, где выемка угля осуществляется взрывным способом, и 3,5 м — в забоях, где применяются способы предотвращения выбросов. Шпуры бурятся диаметром 42 мм. Бурение контрольного шпура при достижении указанных интервалов приостанавливается, вводится газозатвор и герметизируется измерительная камера длиной 0,5 м. Измерительная камера на выбросоопасных пластах должна располагаться вне зоны влияния способов предотвращения внезапных выбросов, для чего:

в подготовительных и нарезных выработках пологих и крутонаклонных пластов схемы противовыбросных мероприятий должны быть изменены таким образом, чтобы ширина обрабатываемого участка пласта за пределами проектного контура выработки составляла 2 м, а шпуры для определения начальной скорости газовыделения бурились под углом 60° к направлению подвигания выработки;

в подготовительных выработках крутых пластов ширина обрабатываемого участка пласта за проектным контуром выработки должна составлять с нижней стороны 1 м, с верхней — 2 м, а нижний шпур для определения начальной скорости газовыделения бурится под углом 35° к направлению подвигания выработки, верхний — под углом 60°.

В очистных выработках измерения начальной скорости газовыделения производятся за зоной влияния способов предотвращения выбросов. В том случае, если применяемые способы имеют неснижаемое опережение более 3,0 м, разведочные наблюдения должны осуществляться по рекомендациям ВостНИИ, разработанным для каждого забоя с учетом горно-геологических условий и параметров способов предотвращения выбросов.

На герметизаторе устанавливается перфорированная насадка. Длина перфорированной насадки должна быть равна длине измерительной камеры.

С помощью расходомера, присоединенного к газозатвору, не позднее чем через 2 мин после окончания бурения измеряется начальная скорость газовыделения.

Коэффициенты крепости угля измеряют прибором ПК-1 в шпуре глубиной 2 м.

Общая мощность пласта в подготовительных выработках замеряется вблизи бортов выработки.

Проведение разведочных наблюдений не требуется в забоях выработок, которые начинают проводить от выработок, пройденных ранее в неопасных зонах, установленных текущим прогнозом. На ведение текущего прогноза в данном случае составляется акт.

На угрожаемых пластах разведочные наблюдения осуществляются без предварительного выполнения противовыбросных мероприятий.

На основании обработки результатов разведочных наблюдений должны быть получены исходные данные для текущего прогноза:

максимальное значение начальной скорости газовыделения из шпуров, средне-арифметическое значение коэффициента крепости угля f_ср и мощности пласта т_ср, изменчивость коэффициента крепости угля V_f и мощности пласта V_m.

2.4.24. Если V_f £ 20 %; V_m £ 10 %; f_ср ³ 0,8 у. е., а g_н.max при этом менее критического значения начальной скорости газовыделения для каждого конкретного пласта ( ), то забой подготовительной или очистной выработки проводился в процессе разведочных наблюдений в неопасной зоне. В данном случае в забое вводится текущий прогноз, а применяемые в выработке способы предотвращения внезапных выбросов могут быть отменены. Это положение распространяется на забой при любых значениях V_m, если V_f £ 20 %; f_ср > 1 у. е., а g_н.max < .

Критические значения начальной скорости газовыделения ( )зависят от марки угля и принимаются в соответствии с п. 2.3.13:

при V^daf менее 15 %   — 5 л/мин;

при V^daf от 15 до 20 %   — 4,5 л/мин;

при V^daf от 20 до 30 %  — 4,0 л/мин;

при V^daf свыше 30 %   — 4,5 л/мин.

Выход летучих веществ V^daf определяется как средний по 10 пробам угля, отобранным в подготовительной выработке или в лаве на стадии разведочных наблюдений, и оформляется актом, утвержденным техническим руководителем шахты.

2.4.25. При текущем прогнозе опасных зон измерения начальной скорости газовыделения проводят в контрольном шпуре диаметром 42 мм на интервалах 1,5; 2,5; 3,5 м при измерительной камере 0,5 м. Шпуры необходимо бурить через каждые 2 м подвигания забоев подготовительных выработок, в комбайновых нишах при работе по схеме лава — штрек и в нижних просеках крутых пластов при полевой подготовке и 2,7 м — в очистных забоях и нишах, примыкающих к ранее отработанному этажу или ранее пройденной выработке. На каждом интервале перед измерением g_н проверяется качество герметизации газовой камеры в соответствии с паспортом на комплект приборов для прогноза.

2.4.26. В подготовительных выработках необходимо бурить два шпура на расстоянии 0,5 м от стенки выработки. Шпуры ориентируются в направлении подвигания забоя.

В очистных выработках пологих и наклонных выбросоопасных пластов шпуры бурятся в направлении подвигания выработки и располагаются на расстоянии 0,5 м от кутков ниш, а в остальной части лавы — через 10 м друг от друга.

При потолкоуступном очистном забое выбросоопасных крутых пластов шпуры бурятся в кутках нижней печи и уступов на расстоянии 0,5 м от нависающего массива.

На угрожаемых пластах шпуры бурятся: в лавах крутых и крутонаклонных пластов при потолкоуступном забое — в нижней третьей части этажа, а в лавах пологих и наклонных пластов — в нишах и против бутовых полос и на участках протяженностью 10 м, прилегающих к нишам и бутовым полосам. При подходе к геологическому нарушению на расстояние 25 м, пересечении его и отходе от нарушения за расстояние 25 м шпуры бурятся через 10 м по длине очистного забоя на участке геологического нарушения и на расстоянии 10 м в обе стороны от границ геологического нарушения.

На выбросоопасных шахтопластах при подходе к геологическому нарушению вне зоны ПГД, при пересечении которого вышележащими по пласту выработками не происходили выбросы, не выявлялись опасные по прогнозу зоны, шпуры бурятся через 5 м по длине очистного забоя на участке геологического нарушения и на расстоянии 10 м по обе стороны от границ нарушения. Такая схема расположения шпуров и ведение прогноза вводятся за 25 м до нарушения, при пересечении нарушения и при отходе от него на 25 м.

2.4.27. В зонах тектонических нарушений дизъюнктивного или пликативного характера, при переходе которых вышележащими по пласту выработками происходили выбросы или определялись опасные зоны, а также в зонах повышенного горного давления, осложненных такими нарушениями, за 25 м до и после нарушения, а также при переходе самого нарушения на выбросоопасных пластах применяются способы предотвращения выбросов или сотрясательное взрывание.

2.4.28. Зона относится к опасной, если хотя бы в одном из интервалов контрольного шпура замеренная начальная скорость газовыделения равна или превышает критическое значение . Размер опасной зоны в лавах ограничивается по падению-восстанию (или простиранию) соседними шпурами, в которых измеренная скорость газовыделения менее .

Текущий прогноз по начальной скорости газовыделения прерывается и зона пласта считается опасной при: уменьшении мощности пласта до величины менее 0,2 м; невозможности пробурить шпур на требуемую глубину или загерметизировать его; наличии в процессе бурения ударов и тресков различной силы и частоты в массиве; выбрасывании из шпура газа с буровой мелочью; зажатии или выталкивании бурового инструмента.

В опасной зоне работы по проведению выработки должны быть прекращены. Дальнейшее проведение выработок разрешается с применением способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и выполнением мероприятий по обеспечению безопасности работающих.

2.4.29. Выход из опасной зоны, в которой применяются способы предотвращения внезапных выбросов, осуществляется после контрольных наблюдений, которые проводят по методике разведочных наблюдений в границах опасной зоны в пяти циклах проведения подготовительной выработки или в двух циклах выемки угля в лаве. Если будет установлено, что в этих циклах проходки (выемки) показатели изменения мощности пласта V_m £ 15 % и коэффициента крепости угля V _f  £ 20 % , а g_н.max < , то делается заключение, что забой выработки вошел в неопасную зону.

Значения показателей V _f и V_m в процентах вычисляются по формулам:

,                        (2.28)

,                                  (2.29)

где  — средние значения коэффициента крепости угля соответственно на участках разведочных (в неопасной зоне) и контрольных наблюдений;

 — средние значения мощности пласта соответственно на участках разведочных (в неопасной зоне) и контрольных наблюдений.

Данные разведочных (контрольных) наблюдений и текущего прогноза заносятся в журнал по форме 9.

 

Текущий прогноз выбросоопасности по акустической эмиссии горного массива

2.4.30. Основным информативным признаком при прогнозе выбросоопасных зон по акустической эмиссии (АЭ) горного массива является ее активность N_i — общее число импульсов АЭ, зарегистрированных звукоулавливающей аппаратурой за интервал наблюдения, приведенное к единице времени. Активность АЭ в зависимости от интервала наблюдения может быть десятиминутной N_{i, 10}, часовой N_{i, ч}, суточный N_{i, с}, цикловой N_{i, ц}.

Величина интервала наблюдения зависит от среднеарифметического значения активности N_{i ,к}.

2.4.31. При расчете прогноза определяют среднеарифметическое значение активности на опорном интервале осреднения, который сдвигают каждые сутки. Прогноз выдается после получения трех значений средней активности, до получения прогноза «неопасно» применяются противовыбросные мероприятия или другой вид прогноза.

Опорным интервалом осреднения называется постоянное количество т регистрации активности АЭ, принятое для данного забоя:

т = 30 — для очистных и 10 — для подготовительных забоев.

;                    (2.30)

где  — значения активности , , , в том числе нулевые.

При использовании  к расчету принимают активность, зарегистрированную за часы, в которые в забое производилась работа отбойным молотком или стругом, или комбайном, или бурение по углю вне зависимости от продолжительности перечисленных работ; при использовании  и  к расчету принимают активность, зарегистрированную соответственно за технологические сутки, цикл.

Значение активности после очередного сдвига интервала осреднения вычисляют по формуле

,                (2.31)

где п — число значений активности, на которое сдвигается опорный интервал. При использовании часовой активности п равно числу принятых к расчету активностей в технологических сутках; при использовании  и  п = 1.

Вычисление , производят в конце каждых технологических суток (циклов) после очередного сдвига интервала осреднения.

2.4.32. Признаком входа забоя в опасную зону является:

регистрация «критического превышения»;

устойчивое повышение средней активности (критерий «двух точек»);

проявление предупредительных признаков внезапных выбросов или газодинамических явлений.

Критерий «двух точек» — это возрастание средней в двух последовательных интервалах осреднения активности, удовлетворяющей следующим условиям:

,                         (2.32)

где q = 5 % при   ³ 10 имп./ч (имп./с);

q = 10 % при С <  < 10 имп./ч (имп./с);

здесь С — уровень активности, ниже которого критерий «двух точек» не применяется (С ³ 2 имп./ч); С—уточняется в ИГД им. А.А. Скочинского.

Критерий «критического превышения» должен удовлетворять следующему условию:

,                                 (2.33)

где  — активность, при регистрации которой выдается прогноз «опасно»;

Р — коэффициент, зависящий от . Р = 4 при  ³ 3,6, Р = 4,5 при  = С — 3,5 имп./ч (имп./с).

При  £ C,  = Р · С имп./ч (имп./с).

Для подготовительных забоев  ³ 4 .

Если прогноз «опасно» был получен по критерию «двух точек», то он меняется на прогноз «неопасно» после понижения не менее двух раз подряд средней активности на q и более процентов (или при выполнений условия N_k < С; N_k+1 < С) и подвигания забоя на 6 м после второго понижения N_k (зона запаса, которая, как и опасная, отрабатывается с применением способов предотвращения выбросов).

Если прогноз «опасно» был получен по критерию «критического превышения», то он меняется на прогноз «неопасно» после подвигания забоя на 6 м. Если в зоне запаса зарегистрировано критическое значение активности, начинается отсчет новой шестиметровой зоны запаса со следующих суток.

Если в зоне запаса отмечено возрастание средней активности, удовлетворяющее условию (2.32), то прогноз «опасно» меняется на прогноз «неопасно» так же, как при определении зоны по критерию «двух точек».

Начало опасных зон, зон запаса и их окончание наносят на рабочий эскиз выработки (планшет).

2.4.33. При отсутствии наблюдений за АЭ горного массива в течение часа и более, если не были прекращены работы по углю в радиусе действия сейсмоприемника, прогноз получают после набора нового опорного интервала осреднения и расчета трех значений . В этом случае до набора опорного интервала величина  может быть условно принята равной нулю. До получения прогноза работы по углю в забое проводят с выполнением способов предотвращения выбросов. После перерыва в наблюдениях в опасной зоне набирают новый опорный интервал, а прогноз «опасно» отменяют после понижения не менее двух раз подряд средней активности (на q и более процентов) и отработки зоны запаса.

2.4.34. Регистрация импульсов АЭ осуществляется по методике, изложенной в приложении 6. Результаты наблюдений заносят в журнал регистрации АЭ (форма 10), расчет прогноза ведут в журнале (форма 11).

2.4.35. Способ и место установки сейсмоприемников, порядок перестановки и определения их радиуса действия указывают в паспорте выемочного участка и паспорте проведения и крепления выработок в разделе «Применение звукоулавливающей аппаратуры (ЗУА)». За радиус действия принимают расстояние, на котором сейсмоприемник воспринимает колебания, вызванные контрольными ударами (или работой отбойного молотка) с амплитудой, превышающей уровень фона более чем в два раза. Радиус действия сейсмоприемников определяют при каждой его установке, не реже одного раза в месяц, результаты определения радиуса действия оформляются актом и графиком изменения амплитуды контрольных сигналов.

Для наблюдений за АЭ горного массива при очистных работах сейсмоприемник устанавливают впереди забоя в шпуре длиной не менее 2 м. Расстояние от забоя до сейсмоприемника должно быть не менее 3 м и не более половины радиуса его действия. При отсутствии опережающих выработок допускается установка сейсмоприемника на элементы крепи.

Для наблюдений за АЭ в подготовительных выработках, проводимых взрывным способом, сейсмоприемник устанавливают в шпуре длиной не менее 2 м, пробуренном в массиве угля, на расстоянии от забоя 5-20 м. Если по техническим причинам установка сейсмоприемника в массиве угля не представляется возможной, допускается его установка во вмещающих породах в шпуре глубиной не менее 0,5 м на расстоянии от забоя 5-20 м.

Для наблюдений за АЭ в подготовительных выработках, проводимых комбайном, расстояние от шпура до забоя должно быть 20-40 м.

Установка сейсмоприемников должна осуществляться электрослесарем группы прогноза. Оператор группы сейсмопрогноза должен ежесменно в журнале регистрации отмечать расстояние от забоя до сейсмоприемника по информации сменного надзора эксплуатационного (подготовительного) участка и участка ВТБ.

Способы и схемы установки сейсмоприемников для конкретных условий разрабатывает и рекомендует ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, они должны быть внесены в паспорт выемочного участка и паспорт проведения и крепления горных выработок в раздел «Применение звукоулавливающей аппаратуры (ЗУА)». Один раз в месяц результаты контрольного определения радиуса действия должны быть зарегистрированы на магнитной ленте и оформлены актом, утвержденным техническим руководителем шахты. Лента с записью сохраняется до следующего контрольного определения радиуса действия, акт и график хранят в течение года.

Область и условия применения прогноза по АЭ, а также параметры алгоритма расчета прогноза т, Р, С для конкретных горно-геологических и технологических условий могут уточняться ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского по имеющимся результатам контроля АЭ и должны указываться в паспорте выемочного участка и паспорте проведения и крепления выработок.

На выбросоопасных пластах при комбайновом способе проведения выработок через каждые 30 м подвигания подготовительного забоя должна проводиться контрольная оценка выбросоопасности пласта по методике проведения разведочных наблюдений текущего прогноза в соответствии с пп. 2.4.23-2.4.24.

 

Текущий прогноз выбросоопасности по амплитудно-частотным характеристикам искусственного сигнала (АЧХ)

2.4.36. Текущий акустический прогноз выбросоопасности осуществляется по амплитудно-частотным характеристикам (АЧХ) искусственного сигнала (далее — акустический прогноз) и предназначен для оперативного заключения об опасности (неопасности) забоев в процессе ведения очистных и подготовительных работ.

2.4.37. В основе акустического прогноза лежит зондирование угольного пласта искусственным сигналом и анализ сигнала, зарегистрированного на некотором удалении от источника. В качестве зондирующего сигнала используется шум, генерированный в пласт работающими в забое машинами (комбайн, струг, отбойный молоток, буровой станок и др.).

Методика акустического прогноза предусматривает практические приемы сбора, трансляции и регистрации акустической информации, а также ее обработку с выдачей результатов прогноза.

Акустический прогноз осуществляется с применением специальной аппаратуры (АК-1), которая должна эксплуатироваться в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Аппаратура АК-1 состоит из подземного блока, включающего сейсмоприемник (геофон), линию связи, и поверхностного блока (приемник, спектроанализатор, магнитофон, самописец).

Схема и способ установки сейсмоприемника в конкретных выработках согласовываются с ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского и оформляются актом (форма 12).

2.4.38. Исходной информацией для акустического прогноза служит отношение амплитуды высокочастотной составляющей спектра акустического сигнала А_в к амплитуде низкочастотной составляющей А_н , т.е. K = А_в/А_н, где К— безразмерный показатель выбросоопасности.

Процесс деления двух амплитудных уровней сигнала осуществляется специальным делительным устройством в аппаратуре АК-1 с фиксированием результатов деления на ленте самописца. Заключение «опасно» выдается, если К ³ 3. При этом автоматически включается звуковая сигнализация оповещения.

2.4.39. Применение акустического прогноза в горной выработке начинается с разведочных наблюдений в невыбросоопасной зоне пласта для выбора рабочих частот фильтрации. Невыбросоопасная зона пласта должна подтверждаться отсутствием геологических нарушений, зон ПГД, предупредительных признаков выбросоопасности, а также подтверждаться любым другим (нормативным) методом текущего прогноза. Объем разведочных наблюдений в лавах — 5 полосок угля; в подготовительных (нарезных) выработках — 5 проходческих циклов.

2.4.40. Для каждого пласта выбираются рабочие частоты фильтрации в пределах высоких частот (ФВЧ) и низких частот (ФНЧ). Выбор рабочих частот фильтрации сводится к подбору пары фильтров, обеспечивающих показания стрелочного индикатора, не превышающие единицу.

2.4.41. Аппаратура АК-1 включается на время работы в забое очистных, проходческих или буровых машин. При появлении при включенной аппаратуре АК-1 прерывистого звукового сигнала (автоматическое оповещение об опасности) оператор сообщает о входе забоя в опасную зону сменному инженеру (диспетчеру) шахты и делает соответствующую запись в журнале (форма 13).

Сменный инженер (диспетчер), получив оповещение о входе забоя в опасную зону, сообщает об этом лицу технического надзора в шахте, начальнику добычного (подготовительного) участка и запрещает ведение горных работ.

2.4.42. На шахтах Кузбасса при прогнозе «опасно» забой останавливается и опасность уточняется по структуре пласта и начальной скорости газовыделения из шпуров.

2.4.43. Заключение «опасно» меняется на «неопасно» после получения первого значения «неопасно» и отработки трех циклов (трех полосок) зоны запаса. При отработке зоны запаса акустический контроль не прекращается. Если при отработке трех циклов (трех полосок) зоны запаса будет получено значение «опасно», отработка зоны запаса соответственно сдвигается.

2.4.44. Все работы и операции, связанные с применением акустического прогноза, осуществляются силами шахтной службы (группы) прогноза.

Передача акустической информации из забоев горных выработок должна осуществляться по самостоятельным каналам связи. Параметры каналов связи и их пригодность к эксплуатации определяются ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского. Надзор за целостностью линии связи осуществляют электрослесари службы (группы) прогноза.

2.4.45. На поверхности помещением для регистрации служит изолированная комната из расчета не менее 4 м² на одного оператора. Один оператор имеет право одновременно обслуживать не более 4 трактов регистрации. Число электрослесарей определяется из расчета обслуживания одним электрослесарем не более 4 каналов связи, расположенных на одном рабочем горизонте.

2.4.46. Срок годности магнитных лент составляет 4 месяца. Срок службы аппаратуры АК-1—2 года. Операторы службы (группы) прогноза должны проходить ежегодный контроль профессиональной пригодности.

2.4.47. Для осуществления акустического прогноза сейсмоприемник (геофон), находящийся в защитном корпусе (капсуле) диаметром 42 мм, помещается в шпур диаметром 45 мм на глубину 2,0—4,0 м. Сначала в шпур досылается металлический клин до упора с забоем (клин имеет сегментальное сечение толщиной от 1,0 до 4,0 мм). Затем в шпур досылается капсула с сейсмоприемником и расклинивается. После установки капсулы шпур на глубину 1,0 м герметизируется ветошью.

2.4.48. В подготовительных выработках капсула с сейсмоприемником помещается в шпур, пробуренный в одну из стенок выработки. Минимальное расстояние от сейсмоприемника до забоя выработки — 10 м, максимальное — 40 м.

При расстоянии от сейсмоприемника до забоя выработки 35 м заблаговременно устанавливается новый сейсмоприемник на расстоянии от забоя выработки, равное 5 м. Прогноз (контроль) осуществляется дальним сейсмоприемником. При отходе забоя выработки от вновь установленного сейсмоприемника на расстояние 10 м он (сейсмоприемник) подключается к линии связи, дальний приемник отключается и извлекается из шпура.

2.4.49. В лавах при столбовой системе разработки и длине лавы до 100 м сейсмоприемник устанавливают впереди лавы на расстоянии 40 м. При длине лавы более 100 м сейсмоприемники устанавливают со стороны откаточного и вентиляционного штреков.

При сплошной системе разработки по схеме лава — штрек с опережением штрека сейсмоприемник устанавливают в опережающем штреке на расстоянии не более 40 м от забоя лавы.

 

 

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 342; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!