Текущий прогноз выбросоопасности
Общие положения
2.4.1. Текущий прогноз выбросоопасности предназначен для установления опасных и неопасных зон при проведении подготовительных выработок и ведении очистных работ. При невозможности выполнения текущего прогноза выбросоопасности вводятся локальные способы предотвращения выбросов или сотрясательное взрывание. Текущий прогноз выбросоопасности в подготовительных выработках осуществляется по структуре пласта и по начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров. При проведении нисходящих подготовительных выработок на крутых пластах применяется автоматизированный прогноз с применением аппаратуры контроля метана (АКМ). Выбросоопасность в очистных выработках шахт Кузбасса оценивается по результатам комплексного прогноза выбросоопасности в очистных забоях. При оценке выбросоопасности на шахтах Кузбасса как дополнительный метод в сочетании с вышеуказанными может применяться прогноз по амплитудно-частотным характеристикам искусственного сигнала.
2.4.2. На шахтах Ростовской области вместо вышеуказанных методов в подготовительных и очистных выработках могут применяться методы текущего прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров, по сейсмоакустической активности и по амплитудно-частотным характеристикам искусственного сигнала.
Допускается сочетание методов сейсмоакустического прогноза и по начальной скорости газовыделения. При этом по начальной скорости газовыделения уточняются наличие и границы опасных зон, установленных сейсмоакустическим методом.
|
|
|
На шахтах области применяется прогноз выбросоопасности пород по результатам кернового бурения.
2.4.3. При выявлении опасной зоны горный мастер (оператор) по прогнозу запрещает ведение работ по выемке угля, сообщает об этом диспетчеру шахты и начальнику службы (группы) по прогнозу, последний делает соответствующую запись в журнале текущего прогноза и ознакамливает (под роспись) с ней технического руководителя шахты. Технический руководитель шахты отдает письменное распоряжение об остановке забоя выработки и возобновлении работ после применения способа предотвращения выбросов, контроля его эффективности и выполнения мероприятий по безопасности.
Текущий прогноз выбросоопасности в подготовительных выработках по структуре пласта и начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров
2.4.4. Текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов начинается с разведочных наблюдений, включающих визуальный осмотр забоя; выявление слагающих пласт угольных пачек в сечении забоя; измерение их мощности с точностью до 1 см; определение с помощью прочностномера П-1 прочности каждой пачки угля (в соответствии с приложением 5).
|
|
|
2.4.5. В качестве показателя прочности принимается величина
q = 100 — l, (2.22)
где l — глубина внедрения конуса в массив, определенная по шкале прочностномера, мм.
Прочность угольной пачки в целом определяется как среднеарифметическое значение из пяти измерений
. (2.23)
2.4.6. Потенциально выбросоопасной считается пачка угля или совокупность смежных пачек угля прочностью q £ 75 у. е. и общей максимальной мощностью не менее 0,2 м (на шахтах Печорского бассейна — 0,1 м).
2.4.7. При наличии более чем одной такой пачки или совокупности пачек за потенциально выбросоопасную принимается та из них, которая имеет наименьшую прочность. Прочность совокупности пачек qc принимается равной средневзвешенной по мощности величине из значений прочности слагающих пачек
, (2.24)
где п — число угольных пачек в совокупности.
2.4.8. Если по результатам измерения прочности угольных пачек установлено, что потенциально выбросоопасные пачки угля в сечении забоя отсутствуют, контрольные шпуры не бурятся и зона впереди забоя выработки на 4 м считается невыбросоопасной. Выработка может быть пройдена на 4 м без применения способа предотвращения выбросов, после чего вновь определяется наличие потенциально выбросоопасной пачки угля.
|
|
|
2.4.9. При выявлении в сечении забоя потенциально выбросоопасной пачки или совокупности смежных пачек угля производится прогноз выбросоопасности по контрольным шпурам.
2.4.10. Контрольные шпуры бурятся по потенциально выбросоопасной пачке угля или самой слабой пачке в потенциально выбросоопасной совокупности пачек.
2.4.11. Контрольный шпур бурится с остановками после окончания бурения каждого интервала. Длина первого интервала составляет 0,5 м, а всех последующих — 1 м. Продолжительность бурения второго и каждого последующего интервалов должна составлять 2 мин.
Если интервал шпура пробурен за более короткий промежуток времени, то, несмотря на отсутствие признаков зажима бурового инструмента, сверло не выключается и продолжается бурение без подачи указанного интервала до тех пор, пока от начала его бурения не пройдет 2 мин.
После окончания бурения второго и последующих интервалов измеряется начальная максимальная скорость газовыделения gн.max, л/мин. За начальную принимают скорость газовыделения, измеренную через 2 мин после окончания бурения интервала. Давление распора манжеты герметизатора должно составлять не менее 2 кгс/см2.
|
|
|
2.4.12. После окончания наблюдений определяется максимальное значение начальной скорости газовыделения, измеренное в контрольных шпурах, gн.max.
При значении gн.max ³ 4 л/мин зона относится к выбросоопасной, а при gн.max < 4 л/мин — к неопасной.
Учитывается наибольшее значение показателя gн.max, полученное по контрольным шпурам, пробуренным из одного положения забоя выработки. Результаты наблюдений заносятся в журнал (форма 7).
Для условий Кузбасса по согласованию с ВостНИИ для уточнения опасности зоны по внезапным выбросам после получения gн.max ³ 4 л/мин может применяться показатель выбросоопасности В в соответствии с Временной методикой текущего прогноза газодинамической опасности при проведении подготовительных выработок по угольным пластам (Кемерово: ВостНИИ, 1996).
2.4.13. Длина шпуров должна составлять 5,5 м на тонких и средней мощности пластах и 6,5 м на мощных пластах. Шпуры диаметром 43 мм бурятся ручным сверлом с использованием составных буровых штанг из витой стали. Бурение шпуров и прогноз осуществляются через каждые 4 м подвигания забоя.
Прогноз прекращается, если на одном из этапов бурения контрольных шпуров получено опасное значение gн.max.
2.4.14. При проведении штрека по крутому, крутонаклонному или наклонному пласту первый контрольный шпур бурится горизонтально по оси выработки, а второй — под углом в сторону восстания пласта с выходом на 1,5 м выше контура штрека.
При проведении наклонной выработки (уклона, ската, печи и др.) или штрека по пологому пласту контрольные шпуры бурятся в бока за контур выработки с таким расчетом, чтобы концы шпуров располагались на расстоянии 2 м от контура выработки. В наклонной выработке или в штреке по пологому мощному пласту, разрабатываемому в два слоя и более, боковые шпуры бурятся аналогичным образом на 2 м за контур выработки влево и вправо. Кроме того, бурится третий (дополнительный) шпур по пласту с выходом на 1,5 м ниже или выше контура.
Устья шпуров располагаются на расстоянии 0,5 м от стенок выработки.
В случае проведения выработки в зоне геологического нарушения должны предусматриваться дополнительные контрольные шпуры для прогноза выбросоопасности и разведки прилегающего к забою угольного массива впереди и со стороны бортов выработки на глубину контрольных шпуров в соответствии с приложением 2.
2.4.15. При появлении признаков, указывающих на выход забоя выработки за пределы опасной зоны (увеличение прочности угля, снижение газовыделения в выработку при выемке угля и при выполнении способов предотвращения выбросов), по письменному разрешению технического руководителя шахты устанавливается контрольный участок протяженностью 20 м, начиная от места входа в зону неснижаемого опережения после последнего цикла локальной противовыбросной обработки.
В пределах контрольного участка перед каждым циклом выемки угля в забое, но не реже чем через 2 м подвигания производится текущий прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения из контрольных шпуров.
Если на всем протяжении контрольного участка не получено выбросоопасных значений показателя или не установлено в соответствии с пп. 2.3.5—2.3.9 потенциально выбросоопасных пачек или совокупности смежных пачек, дальнейшее проведение выработки осуществляется с текущим прогнозом выбросоопасности без применения способов предотвращения внезапных выбросов.
При получении на контрольном участке значений показателя выбросоопасности gн.max ³ 4 л/мин применение способа предотвращения выбросов возобновляется.
После каждого цикла выемки угля крепление на контрольном участке возводится вплотную к забою.
2.4.16. Текущий прогноз не осуществляется и зоны считаются неопасными:
в выработках на уровне вентиляционного штрека под выработанным пространством вышележащего этажа;
в нижней спаренной горизонтальной выработке на крутых пластах мощностью более 1,8 м, если ее проводят с отставанием от забоя на 6 м и более и расстояние между выработками по падению пласта не превышает 6 м, а также в сбойках между такими выработками;
при проведении подэтажных штреков под защитой выработанного пространства вышележащего этажа при разработке пластов системой подэтажной гидроотбойки угля с высотой этажа не более 10 м;
в выработках на крутых и крутонаклонных пластах на расстоянии не более 50 м по падению пласта от выработанного пространства вышележащего этажа, после отработки которого прошло 5 лет и более.
Автоматизированный текущий прогноз выбросоопасности при проведении нисходящих подготовительных выработок на крутых пластах.
2.4.17. При проведении нисходящих подготовительных выработок на крутых пластах после обнаружения выбросоопасной пачки или совокупности пачек по письменному указанию технического руководителя шахты выполняется оценка выбросоопасности зоны на основе регистрации изменения концентрации метана и расхода воздуха в призабойной части выработки.
Для выполнения автоматизированного прогноза наблюдаемая выработка должна быть оборудована АКМ. На одинаковом удалении от забоя в пределах от 30 до 50 м должны быть установлены датчик ДМТ-4 аппаратуры АКМ и датчик расхода воздуха ИСВ-1. Датчики ДМТ-4 и ИСВ-1 следует подключить к телеметрической стойке СПИ-1, установленной на поверхности. Показания датчиков должны регистрироваться с помощью самописцев.
2.4.18. При прогнозе используются следующие исходные данные:
Сф — значение фоновой концентрации метана в месте установки используемого для прогноза выбросоопасности датчика контроля метана, %;
Сmax — максимальное значение концентрации метана после взрывной отбойки угля, %;
tp — время значимой реакции пласта на производство в забое взрывания, мин;
п — число равных 15 мин интервалов времени, составляющих в целом время tp;
С1, С2,..., Сn — фиксируемые в конце каждого интервала времени значения концентрации метана, %;
Q1, Q2,..., Qn — соответствующие каждому интервалу времени значения расхода воздуха, определяемые по предназначенному для прогноза измерителю скорости воздуха, м3/мин;
Sпр — сечение выработки по углю в проходке, м2;
lп — величина подвигания забоя за один цикл буровзрывных работ, м;
g — удельный вес угля, т/м3.
fв — коэффициент крепости угля потенциально выбросоопасной пачки или совокупности пачек.
2.4.19. Применяется следующая методика получения исходных данных для прогноза.
При отсутствии в забое нисходящей выработки, где осуществляется текущий прогноз выбросоопасности, работ, связанных с воздействием на угольный пласт, в течение двух часов и более (например, в ремонтную смену) устанавливается фоновое значение концентрации метана Сф по датчику аппаратуры АКМ (рис. 2.2), предназначенному для целей прогноза.
После заряжания шпуров мастер-взрывник звонит оператору АКМ и предупреждает его о предстоящей отпалке угля в забое. Оператор следит за диаграммой изменения концентрации метана в забое и по началу характерного всплеска на диаграмме отмечает на ленте самописца момент взрывания и максимальное значение концентрации метана после отпалки Сmax.
Затем устанавливается время значимой реакции пласта на производство в забое взрывания. Оно принимается равным промежутку времени tp от момента взрывания до снижения концентрации метана до фонового значения Сф, увеличенного до величины, кратной 15 мин, но не более 120 мин. Определяется значение n, равное tp /15.
Начиная от момента взрывания через каждый интервал времени, равный 15 мин, по диаграммам датчика ДМТ, предназначенного для прогноза, и измерителя ИСВ фиксируются значения концентрации метана С1, С2,..., Сn и соответствующие каждому интервалу максимальные значения расхода воздуха Q1, Q2,..., Qn. Значение концентрации метана определяется с точностью до 0,01 %, расхода воздуха — с точностью до 10 м3/мин.
2.4.20. Оценка выбросоопасности забоя осуществляется следующим образом.
Рассчитывается критическое значение концентрации метана при взрываний
, (2.25)
где Qср — среднее значение расхода воздуха в месте установки прогнозных датчиков, определяемое по формуле
, м3/мин. (2.26)
Если зарегистрированное значение Сmax < Скр зона не опасна по внезапным выбросам угля и газа.
Рис. 2.2. Обработка диаграммы АКМ после взрывных работ для определения выбросоопасности забоя
Если Сmax ³ Скр , то определяется эффективная газоносность зоны пласта по формуле
, м3/т. (2.27)
При Хэф ³ 4 м3/т зона впереди забоя выработки относится к опасной по внезапным выбросам угля и газа, при Хэф < 4 м3/т — к неопасной.
2.4.21. При установлении выбросоопасной зоны буровзрывные работы по подвиганию забоя выработки производятся в режиме сотрясательного взрывания после выполнения противовыбросной обработки призабойной зоны пласта.
В неопасной зоне взрывные работы выполняются в режиме для сверхкатегорных по газу шахт.
Результаты по автоматизированному методу прогноза выбросоопасности заносятся в журнал по форме 8.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 528; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!