О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса
Розглянуто розвиток засобів прогнозу викидонебезпечності вугільного масиву коло гірничо-геологічних порушень на пологих вугільних пластах, що впроваджуються в Донбасі. Development of the basic ways of the forecast of dangerous outburst a coal massif near to mountain – geological infringements on the...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2005
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141298 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса / С.П. Минеев, А.А. Рубинский // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 50-58. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-141298 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Минеев, С.П. Рубинский, А.А. 2018-08-30T14:56:36Z 2018-08-30T14:56:36Z 2005 О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса / С.П. Минеев, А.А. Рубинский // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 50-58. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141298 622.831.322.635 Розглянуто розвиток засобів прогнозу викидонебезпечності вугільного масиву коло гірничо-геологічних порушень на пологих вугільних пластах, що впроваджуються в Донбасі. Development of the basic ways of the forecast of dangerous outburst a coal massif near to mountain – geological infringements on the flat coal layers used in Donbass is considered. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса About the methodology of an estimation of an extent of outburst hazard of bands of geologic failures on flat bench of Donbass coals Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса |
| spellingShingle |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса Минеев, С.П. Рубинский, А.А. |
| title_short |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса |
| title_full |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса |
| title_fullStr |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса |
| title_full_unstemmed |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса |
| title_sort |
о методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах донбасса |
| author |
Минеев, С.П. Рубинский, А.А. |
| author_facet |
Минеев, С.П. Рубинский, А.А. |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехнічна механіка |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
About the methodology of an estimation of an extent of outburst hazard of bands of geologic failures on flat bench of Donbass coals |
| description |
Розглянуто розвиток засобів прогнозу викидонебезпечності вугільного масиву коло гірничо-геологічних порушень на пологих вугільних пластах, що впроваджуються в Донбасі.
Development of the basic ways of the forecast of dangerous outburst a coal massif near to mountain – geological infringements on the flat coal layers used in Donbass is considered.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141298 |
| citation_txt |
О методологии оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений на пологих угольных пластах Донбасса / С.П. Минеев, А.А. Рубинский // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2005. — Вип. 59. — С. 50-58. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mineevsp ometodologiiocenkistepenivybrosoopasnostizongeologičeskihnarušeniinapologihugolʹnyhplastahdonbassa AT rubinskiiaa ometodologiiocenkistepenivybrosoopasnostizongeologičeskihnarušeniinapologihugolʹnyhplastahdonbassa AT mineevsp aboutthemethodologyofanestimationofanextentofoutbursthazardofbandsofgeologicfailuresonflatbenchofdonbasscoals AT rubinskiiaa aboutthemethodologyofanestimationofanextentofoutbursthazardofbandsofgeologicfailuresonflatbenchofdonbasscoals |
| first_indexed |
2025-11-25T20:54:33Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:54:33Z |
| _version_ |
1850543503474425856 |
| fulltext |
Выпуск № 59 50
4. Черский Н.В., Царев В.П., Сороко Т.И. и др. Влияние тектоно-сейсмических процессов на образование и
накопление углеводородов / Новосибирск: Наука, – 1985. – 222 с.
5. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. – М.: Недра, 1975. – 536 с.
6. Забигайло В.Е., Лукинов В.В., Пимоненко Л.И. и др. Тектоника и горно-геологические условия разра-
ботки угольных месторождений. – Киев: Наук. думка, 1994. – 145 с.
7. Лысенко И.Ф. Газоносность угленосной толщи среднего карбона и ее связь с внезапными выбросами уг-
ля и газа в Центральном и Донецко-Макеевском районах Донбасса / Дис. ... канд. геол.-мин. наук, спец.
04.00.16. Ленинград, 1983. – 245 с.
8. Козлов С.С. Региональные закономерности распределения газодинамических явлений в Донбассе / Ав-
тореф. ...канд. геол.-мин. наук. – Спец. 04.00. 16. – Днепропетровск, 1982. – 23 с.
9. Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Подрезенко И.Н. Анализ тектонических условий залегания угольных
пластов по картам локальных структур / Уголь Украины, 1989. – № 4. – С. 39-40.
10. Гончаренко В.А. Возможности геофизических методов для изучения техногенного влияния на углепо-
родный массив шахт в Донбассе // Геотехн. механіка: Межвід. зб. наук. праць.– Дніпропетровськ: ІГТМ НАН
України, 2002. – Вип. 35. – С. 81-88.
11. Гончаренко В.А. Разработка основ компьютерной технологии прогнозирования зон скопления метана
на угольных месторождениях // Геотехн. механіка: Межвід. зб. наук. праць.– Дніпропетровськ: ІГТМ НАН Ук-
раїни, 2005. – Вип. 56. – С. 40-48.
УДК 622.831.322.635
Д-р техн. наук С.П. Минеев
(ИГТМ НАН Украины)
канд. техн. наук А.А. Рубинский (МакНИИ)
О МЕТОДОЛОГИИ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ВЫБРОСООПАСНОСТИ
ЗОН ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ НА ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ
ПЛАСТАХ ДОНБАССА
Розглянуто розвиток засобів прогнозу викидонебезпечності вугільного масиву коло гір-
ничо-геологічних порушень на пологих вугільних пластах, що впроваджуються в Донбасі.
ABOUT THE METHODOLOGY OF AN ESTIMATION OF AN EXTENT
OF OUTBURST HAZARD OF BANDS OF GEOLOGIC FAILURES
ON FLAT BENCH OF DONBASS COALS
Development of the basic ways of the forecast of dangerous outburst a coal massif near to
mountain – geological infringements on the flat coal layers used in Donbass is considered.
Опыт разработки выбросоопасных угольных пластов показывает, что зоны
геологических нарушений являются участками повышенной газодинамической
активности. Кроме того, при подходе очистного забоя к геологическому наруше-
нию отмечается резкое снижение устойчивости боковых пород, возникают опас-
ные ситуации из-за их расслоений. В указанных зонах, как правило, происходят
обрушения и высыпания угля, выдавливание и выдвигание пласта, внезапные раз-
ломы почвы или кровли, внезапные прорывы метана, суфляры геологического ха-
рактера, резкие осадки кровли, внезапные выбросы угля и газа [1, 2].
Для определения степени влияния зон геологических нарушений на выбросо-
опасность угольных пластов ранее МакНИИ был выполнен анализ условий 1247
выбросов угля и газа, произошедших на 33-х шахтах Донецко-Макеевского рай-
она Донбасса. В результате проведенного анализа было установлено, что из 360
выбросов угля и газа и из 887 выбросов, происшедших при сотрясательном взры-
"Геотехническая механика" 51
вании, соответственно, 61 % и 22% выбросов отмечены в зонах геологических на-
рушений. Кроме того, из 530 внезапных выбросов, произошедших на пологих
пластах, 442 (83,4%) зарегистрированы в зонах геологических нарушении, а из 797
выбросов, внезапно произошедших на пластах крутого падения, 532 (66,8%) за-
фиксированы в нарушениях. Как видно, в зонах геологических нарушений про-
изошло более половины внезапных выбросов в Донбассе, поэтому задача о раз-
граничении зон геологических нарушений по степени их выбросоопасности явля-
ется весьма актуальной.
До последнего времени были разработаны способы разделения зон геологи-
ческих нарушений по степени их выбросоопасности для условий пологих
угольных пластов. Так, в Кузбассе были выполнены опытно-промышленные
работы по разделению разрывных геологических нарушений на опасные и не-
опасные по геологическим признакам [3]. Вместе с тем вполне очевидно, что
сделанные выводы могут быть справедливы только для конкретных условий
Анжерского района Кузбасса, а для эффективного применения рекомендаций в
других угольных районах, как считали разработчики способа – ВНИМИ, необ-
ходимо провести дополнительные исследования. Опыт ведения горных работ
на пологих выбросоопасных угольных пластах Донбасса также показал, что по
подобной схеме, т.е. только на основе геологических признаков, разграничи-
вать зоны геологических нарушений по степени их выбросоопасности с необ-
ходимой надежностью не представляется возможным [4]. Поэтому практикой
была поставлена задача разработать достаточно оперативные способы оценки
степени выбросоопасности в зонах геологических нарушений с помощью се-
рийно выпускаемого оборудования, используемого в шахтах для ведения теку-
щего прогноза выбросооопасности.
Результатом решения этой задачи на ранней стадии была разработка Мак-
НИИ способа оценки степени выбросоопасности зон геологических нарушений
[4]. Данный способ заключался в бурении 10-ти скважин длиной 5,0 м каждая в
геологическом нарушении и 3-х скважин длиной 5,0 м на специальном «эта-
лонном участке», в которых измерялась скорость газовыделения и определя-
лось содержание гелия в пробах газа. Величина зоны разгрузки в предложенном
способе определялась как средняя арифметическая, полученная по группам из
10 скважин в зоне нарушения и из 3-х скважин на эталонном участке, который
должен быть расположен на расстоянии не менее 25 м от геологического нару-
шения. При этом степень выбросоопасности оценивалась путем сравнения ре-
зультатов величин зоны разгрузки на этих участках. Результаты применения
способа показали его недостатки, к которым, в основном, относят необходи-
мость определения величины зоны разгрузки, как средней арифметической ве-
личины, полученной по группам шпуров, а также необходимость отбора доста-
точно большого количества проб газа, необходимого для последующего опре-
деления в лабораторных условиях содержания в нем гелия.
Учитывая установленные недостатки этот способ [4] в дальнейшем был усо-
вершенствован, при этом нововведение состояло в следующем [5]: в зоне гео-
логического нарушения бурятся 5 скважин длиной по 3,5 м на расстоянии 1,0 м
Выпуск № 59 52
друг от друга и от плоскости сместителя, причем шпуры необходимо бурить со
стороны острого угла, то есть на участке, где угол, образованный плоскостью
забоя и плоскостью сместителя нарушения, составляет менее 90°. В способе за
величину зоны разгрузки в зоне влияния геологического нарушения принимают
ее минимальное значение, полученное в серии из 5-ти шпуров в зоне наруше-
ния и полученное в серии из 3-х шпуров на “эталонном участке”. Величины зо-
ны разгрузки в геологическом нарушении на “эталонном участке” сравнивают
между собой. На основании результатов сравнения к активным по выбросам
относят те геологические нарушения, в которых величина зоны разгрузки вбли-
зи геологического нарушения меньше, чем на “эталонном участке”, а к пассив-
ным по выбросам нарушениям относят те, в которых величина зоны разгрузки
больше или равна зоне разгрузки на “эталонном участке”. Причем оценка сте-
пени выбросоопасности по данной методике, как рекомендовано разработчика-
ми способа, должна выполняться не менее чем в двух циклах выемки угля.
Практическое применение способа позволило выявить в нем также ряд недос-
татков, заключающихся в том, что способом не учитывается ширина зоны по-
вышенной трещиноватости угля в призабойной части пласта вблизи нарушения,
а также то, что в нем необходим “эталонный участок” существенно осложняю-
щий выполнение самого способа.
В дальнейшем, используя опыт применения способа в различных горно-
геологических нарушениях, коллектив исследователей предложил новую мето-
дологию оценки степени выбросоопасности зон разрывных геологических на-
рушений [6], которая заключалась в следующем. После вскрытия разрывного
нарушения измеряется величина нормальной амплитуды смещения Ан и дву-
гранный угол между плоскостью сместителя и напластованием V. После этого
определяется ширина зоны влияния повышенной трещиноватости (
тр
В ) дизъ-
юнктивного геологического нарушения, используя зависимость:
,
sin
10
V
А
В
н
тр
= м (1)
Далее определяется место бурения первого контрольного шпура, затем в на-
правлении подвигания забоя на расстоянии не более Втр от нарушения и на рас-
стоянии 1,0 м друг от друга поинтервально бурят 5 параллельных шпуров. При-
чем шпуры бурятся с той стороны нарушения, где угол между плоскостью сме-
стителя и плоскостью забоя меньше 90°. После измерения скорости газовыде-
ления по всем интервалам бурения производится определение величины зоны
разгрузки по двум координатным осям "X" и "У", причем ось "X" располагается
в направлении подвигания забоя, а ось "У" должна совпадать с линией забоя.
Если линия забоя не криволинейная, центром координатных осей "Х-У" являет-
ся точка 0, которая образуется при пересечении линии сместителя геологиче-
ского нарушения с линией забоя (см. рис. 1).
"Геотехническая механика" 53
а)
1 2 3 4 5
2,8
2,1
1,4
0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 - 0,7’
3,70 4,20 3,46 9,70 2,00 3,5’
3,86 6,00 0,70 0,84 - 2,8’CЛ
2,0 0,56 0,70 0,70 - 2,1’CЛ
0,84 - 1,4’CЛ CЛ CЛ CЛ
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
3,5
X
Y6
9
87
б)
1 2 3 4 5
2,8
2,1
1,4
0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 - 0,7’
1,44 1,10 1,20 1,44 1,10 3,5’
0,46 0,46 1,10 0,25 0,63 - 2,8’
СЛ CЛ 0,63 CЛ 0,25 - 2,1’
0,0 0,0 0,25 0,0 0,0 - 1,4’
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
3,5
X
Y6
9
87
1-5 – контрольные шпуры в зоне геологического нарушения, 6 – линия очистного забоя,
7 – линия сместителя нарушения, 8 – график изменения Lразгр. по оси Х,
9 – график изменения Lразгр. по оси Y,
0,7; 1,4; 2,1; 2,8, 3,5 – последовательность интервалов бурения и выполнения измерений
начальной скорости газовыделения в шпурах, л/мин
Рис. 1 – Оценка выбросоопасности зоны разрывного геологического нарушения:
Методика непосредственного определения в шахтных условиях величины
зоны разгрузки (lраз) в двух направлениях по оси "Х и У" осуществляется со-
гласно нормативному документу [7] по всем предусмотренным смежным ин-
тервалам бурения – измерения скорости газовыделения. При этом, физический
смысл определения величины lраз в двух направлениях – по осям "X" и "У" со-
стоит в том, что учитывается одновременное совместное влияние взаимодейст-
вия двух плоскостей: плоскости сместителя нарушения (плоскость ослабления
массива) и плоскости забоя (плоскость обнажения угольного пласта).
Предлагаемый способ достаточно наглядно рассматривается на приведенном
Выпуск № 59 54
рисунке 1. Так, в качестве примера приведенного на рис. 1а оценка нарушения как
выбросоопасного в условиях 3-й восточной лавы пласта h10 "Ливенский" шахты
имени газеты "Социалистический Донбасс", а на рис. 1б – приведен пример оцен-
ки нарушения как невыбросоопасного в условиях 6-й западной лавы пласта h10
"Ливенский" шахты имени газеты "Социалистический Донбасс".
Первое определение зоны разгрузки (рис. 1 а) в направлении, параллельном
плоскости забоя, т.е. по оси "У" осуществляют по линии 3,5-3,51; здесь lраз со-
ставляет 1,5 м, а затем по линиям 2,8-2,81; 2,1-2,11; 1,4-1,41; 0,7-0,71. Величина
зоны разгрузки (lраз) составляет: 2,5 м для линии 2,8-2,81; 1,5 м - для 2,1-2,11; 1,5
м – для 1,4-1,41 и 5,0 м - для линии 0,7-0,71. Как видно из рис. 1 а, нарушение
способствует уменьшению lраз (кривая 9) с 2,5 м по линии 2,8-2,81 до 1,5 м по
линии 2,1-2,11. В направлении подвигания забоя (по оси "X") lраз составляет в
шпурах: № 1,3,4,5 - 3,5 м, а в шпуре 2 - 0,0 м (опасно), т.е. меньше глубины
контрольного шпура. Геологическое нарушение оценено как "активное" по вы-
бросам.
На рис. 1б показан пример оценки нарушения как "пассивное" по выбросам.
Как видно из рис. 1 б, нарушение способствует увеличению lраз по оси "У"
(кривая 9) с 1,5 м по линии 3,5-3,51 до 5,0 м по линии 0,7-0,71; а по оси "X" по
всем пяти шпурам lраз составляет 3,5 м (кривая 8). Поэтому данное геологиче-
ское нарушение отнесено к невыбросоопасным.
Разработанный способ оценки разрывных нарушений рекомендуется приме-
нять в тех случаях, когда возникают затруднения с выбором “эталонного участ-
ка” или при наличии в лаве нескольких зон геологических нарушений, а также в
нишах очистных выработок.
В дальнейшем разработанный способ применялся при переходе серии гео-
логических нарушений в 1-й западной лаве уклонного поля центральной панели
(УПЦП) пласта h1
6 шахты имени А.А. Скочинского ГХК "Донуголь". В период
проведения промышленных испытаний с 7.08.02 г по 12.09.02 г в комбайновой
части лавы вскрыты 6 пликативных геологических нарушений, представленных
чередующимися "раздувами" и утонениями мощности пласта до 2,3 м и 1,0 м,
соответственно, с 20-го по 154-й метр от верхнего кутка верхней ниши. Обыч-
ная мощность пласта вне геологических нарушений составляет 1,60-1,75 м.
По мере вскрытия очистным забоем каждого геологического нарушения про-
изведена оценка активности их по внезапным выбросам угля и газа согласно При-
ложению 1 [7] путем определения величин зоны разгрузки призабойной части
пласта по динамике газовыделения из контрольных шпуров и сопоставления этих
величин с установленными таким же способом на эталонных участках в нормаль-
ных условиях залегания пласта вне зон геологических нарушений. В общей слож-
ности было пробурено 30 шпуров в геологических нарушениях и 12 на “эталон-
ных участках”. Результаты этих измерений приведены в таблице 1. Из приведен-
ных в табл. 1 данных видно, что величины зоны разгрузки в геологических нару-
шениях такие же, как и на “эталонных участках” и составляют во всех случаях не
менее 4 м. На основании этого геологические нарушения были отнесены к пас-
сивным по внезапным выбросам угля и газа. При проведении испытаний осущест-
"Геотехническая механика" 55
влялась дополнительно оценка степени выбросоопасности в соответствии с пред-
ложенной методикой, изложенной в работе [7].
Так, согласно данным таблицы 1 и методики [6], в геологическом нарушении
№ 1 наблюдается увеличение разгруженной зоны на глубине 3,5 м от забоя с 2,0 м
до более чем 5 м на глубине 1,0 м от забоя. В нарушениях № 2, 3, 4, 5 также на-
блюдается факт увеличения величины разгруженной зоны по мере приближения к
линии забоя. Поэтому и по данной методике нарушения были квалифицированы
как "пассивные" по внезапным выбросы угля и газа. Кроме того, в них на поверх-
ности забоя отбирались пробы угля, а также и из шпуров на глубинах 1, 2 и 3 м в
геологических нарушениях и на “эталонном участке”, определялись йодный пока-
затель (∆J) и коэффициент крепости угля (f). Результаты определения при прове-
дении испытаний приведены в таблице 2. Как следует из приведенных в табл. 2
результатов определения этих показателей, численные значения их в зонах геоло-
гических нарушений и в нормальных условиях залегания пласта практически не
отличаются. Кроме того, в тех и других зонах величины ∆J не превышают макси-
мальные значения, а f не менее критического значения, что позволило дополни-
тельно и по этим показателям отнести вскрытые очистным забоем пликативные
геологические нарушения к категории пассивных по внезапным выбросам угля и
газа. При их пересечении очистным забоем в процессе выемки признаков газоди-
намической активности установлено не было.
Таблица 2 – Результаты определения йодного показателя (∆J) и коэффициента крепости угля
(f) в 1-й западной лаве УПЦП
Место отбора проб угля ∆J, мг/г f, у.е.
Нижняя ниша, 2 м от нижнего кутка (бороздовая) 3,4 0,7
43 м от нижнего кутка нижней ниши (бороздовая) 3,2 0,7
Эталонный участок, глубина шпура:
1 м
2 м
3 м
Среднее
3,0
2,8
2,5
2,8
0,7
0,6
0,6
0,6
Геологическое нарушение № 1 (раздув пласта до 2,3 м),
глубина шпура:
1 м
2м
3 м
Среднее
2,1
2,8
2,1
2,3
0,6
0,6
0,6
0,6
Геологическое нарушение № 4 (утонение пласта до 1
м), глубина шпура:
1м
2 м
3 м
Среднее
2,1
3,6
2,7
2,8
0,6
0,7
0,6
0,6
∆Jкр=3,5±; fкр= 0,6 у.е.
Выпуск № 59 56
Т
аб
л
и
ц
а
1
–
О
ц
ен
к
а
ак
ти
в
н
о
ст
и
г
ео
л
о
ги
ч
ес
к
и
х
н
ар
у
ш
ен
и
й
п
о
в
ы
б
р
о
са
м
у
гл
я
и
г
аз
а
в
1
з
ап
. л
а
в
е
У
П
Ц
п
л
ас
та
h
1 6
ш
ах
ты
и
м
. А
.А
. С
к
о
ч
и
н
ск
о
го
Д
и
н
ам
и
к
а
га
зо
в
ы
д
ел
ен
и
я
, л
/м
в
з
о
н
е
н
ар
у
ш
ен
и
я
н
а
эт
ал
о
н
н
о
м
у
ч
ас
тк
е
№
п
/п
В
и
д
н
ар
у
ш
ен
и
я
Р
ас
ст
о
ян
и
е
о
т
в
ер
х
н
ег
о
к
у
тк
а
в
ер
х
н
ей
н
и
ш
и
, м
№
ш
п
у
р
о
в
1,
0
1,
5
2,
0
2,
5
3,
0
3,
5
l р
,,
м
1,
0
1,
5
2,
0
2,
5
3,
0
3,
5
l р
,
м
З
ак
л
ю
ч
ен
и
е
о
в
ы
б
р
о
со
о
п
ас
н
о
ст
и
н
ар
у
ш
ен
и
я
1
0
сл
0,
8
3,
40
5,
20
6,
46
4,
0
0
сл
сл
2,
25
4,
30
6,
46
4,
0
2
сл
0
1,
26
2,
36
3,
40
4,
30
"
0
сл
1,
26
1,
84
3,
40
5,
20
"
3
0
сл
сл
2,
10
4,
30
5,
83
"
0
сл
1,
55
2,
10
5,
20
8,
30
"
4
0
сл
1,
55
3,
40
6,
46
10
,3
0
"
1
Р
аз
д
у
в
д
о
2
,3
м
20
-3
2
5
0
сл
1,
84
4,
30
~
8,
70
14
,8
2
"
П
ас
си
в
н
о
е
1
0
сл
0,
54
1,
31
1,
84
3,
77
"
0
сл
1,
04
1,
40
2,
01
4,
51
"
2
0
сл
сл
1,
04
2,
06
4,
57
"
0
сл
1,
66
1,
66
3,
77
5,
04
"
3
0
сл
0,
27
0,
82
1,
36
1,
84
"
0
сл
0,
27
1,
04
1,
96
3,
04
"
4
0
сл
1,
31
1,
72
3,
77
6,
03
"
2
У
то
н
ен
и
е
д
о
1
,1
м
32
-4
8
5
0
сл
0,
93
1,
40
1,
96
3,
04
"
П
ас
си
в
н
о
е
1
0
сл
0,
98
1,
55
3,
40
6,
46
"
2
0
сл
0,
80
1,
26
2,
10
5,
20
"
3
о
сл
0,
31
1,
12
1,
36
2,
00
"
4
0
сл
0,
80
1,
12
1,
55
2,
36
"
3
Р
аз
д
у
в
д
о
2
м
62
-6
9
5
0
сл
1,
12
1,
55
2,
30
5,
83
"
П
ас
си
в
н
о
е
1
0
0
сл
сл
0,
27
1,
09
"
"
2
0
сл
сл
0,
68
1,
31
1,
96
"
"
3
0
0
0,
27
1,
04
2,
01
3,
77
"
"
4
0
сл
сл
0,
82
1,
60
1,
96
"
4
У
то
н
ен
и
е
д
о
1
м
69
-8
0
5
0
сл
1,
09
1,
90
3,
09
5,
57
"
ч
.
П
ас
си
в
н
о
е
1
0
сл
0,
31
0,
98
1,
26
1,
74
"
0
сл
0,
80
1,
36
2,
25
4,
30
"
2
0
сл
0,
80
1,
26
1,
55
2,
10
"
0
сл
1,
26
1,
74
2,
36
6,
46
"
3
0
сл
1,
12
1,
74
2,
10
3,
40
"
0
0
1,
26
2,
10
3,
40
5,
83
"
4
0
сл
0,
80
1,
55
2,
00
2,
36
"
5
Р
аз
д
у
в
д
о
1
,8
м
92
-9
8
5
0
сл
0,
62
1,
12
3,
40
5,
20
"
П
ас
си
в
н
о
е
1
0
0
сл
сл
0,
27
0,
82
"
0
0
сл
0,
27
0,
82
1,
50
"
2
0
0
сл
0.
68
0,
68
1,
04
"
0
сл
0,
54
0,
93
1,
31
1,
84
"
3
0
сл
сл
0,
93
1,
40
1,
96
"
0
сл
1,
04
1,
66
1,
96
2,
51
"
4
0
сл
сл
0,
27
0,
82
1,
31
"
6
Р
аз
д
у
в
д
о
2
м
13
4-
15
4
5
0
сл
0,
27
0,
68
1,
04
1,
04
"
П
ас
си
в
н
о
е
"Геотехническая механика" 57
Учитывая установленную пассивность исследованных геологических нару-
шений по внезапным выбросам угля и газа, в целях обеспечения безопасности
ведения очистных работ в 1-й западной лаве шахты им. А.А. Скочинского, бы-
ли предложены следующие рекомендации:
– продолжить применение гидрорыхления по всей длине очистного забоя, в
том числе и на участке вскрытых геологических нарушений, с параметрами и
контролем эффективности его как в нормальных условиях залегания пласта со-
гласно паспорту противовыбросных мероприятий на отработку этой лавы;
– при гидрорыхлении пласта на участке геологических нарушений количе-
ство нагнетаемой в скважины воды принимать с учетом фактической мощности
его в местах расположения этих скважин;
– выемку угля в зоне геологических нарушений и примыкающих 10-
метровых участках до отхода очистного забоя от этих нарушений на расстояние
не менее 20 м необходимо производить с дистанционным управлением комбай-
ном с распредпункта при полном отсутствии людей в лаве и по ходу движения
исходящей струи воздуха до места ее подсвежения;
– информация о выводе людей из лавы и исходящей струи, а также о вы-
ставлении постов охраны для предотвращения доступа людей в эти выработки
на время выемки в зоне геологических нарушений угля должна регистриро-
ваться в журнале дежурного диспетчера шахты;
– при дополнительном появлении новых геологических нарушений или при
изменении характера существующих необходимо произвести оценку их актив-
ности на выбросоопасность и согласовать меры безопасности в установленном
нормативными документами порядке.
Таким образом, учитывая результаты промышленной оценки выбросоопас-
ности горно-геологических нарушений на пологих выбросоопасных угольных
пластах Донбасса, можно считать, что предложенная методика оценки является
достаточно надежной и эффективной для выбросоопасных угольных пластов
отрабатывающих на шахтах Украины. Применение этого способа рекомендова-
но в установленном порядке заложить в новом нормативном документе [8].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Минеев С.П., Рубинский А.А. О проблемах отработки угольных пластов, опасных по газодинамическим
явлениям, на шахтах Донбасса // Гірничо-видобувна промисловість України і Польщі: Актуальні проблеми і пе-
рспективи. Матеріали Українсько-Польського форуму гірників. – Дніпропетровськ: НГУ, 2004. – С. 239-247.
2. Потураев В.Н., Минеев С.П. Использование вибрационных и волновых эффектов при отработке выбро-
соопасных пластов. –Киев: Наукова думка, 1992. - 200 с.
3. Петухов И.М., Шабаров А.Н., Егоров В.А. Геологические признаки разрывных нарушений, опасных по
горным ударам и выбросам // Уголь. - 1988, - № 12. - С. 44-46.
4. Николин В.И., Балинченко И.И., Симонов А.А. Борьба с выбросами угля и газа в шахтах - М.: Недра. -
1981. - 300 с.
5. Вайнштейн Л.А., Овчаренко В.Л., Радченко А.Г. Об усовершенствованном способе оценки степени вы-
бросоопасности зон горно-геологических нарушений на пологих пластах // Информационное письмо. Донецк:
ЦБНТИ Минуглепрома УССР, 1989. – 4 с.
6. А.с. № 1506137. Способ оценки степени выбросоопасности дизъюнктивных геологических нарушений /
А.А. Рубинский, М.И. Большинский, А.Г. Радченко и др. - БИ № 33, 1989.
7. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к газодинамическим явлениям.
М.: Минуглепром СССР, 1989. - 190 с.
8. Безопасное ведение горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа
Выпуск № 59 58
(ДНАОП 1.1.30 - I.XX – 04). Киев: МакНИИ, 2004. - 268 с.
УДК 622.831.322
Д-р техн. наук Г.А. Шевелев,
м.н.с. В.Н. Сапегин
(ИГТМ НАН Украины)
СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ
И ПРИЗАБОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ПОТОКА ВЫБРОСОВ УГЛЯ, ПОРОДЫ И ГАЗА
Приведено узагальнення сучасних способів захисту ШВМ від впливу раптових викидів
вугілля, породи і газу. На основі фізичного моделювання показана можливість обмеження
викинутої маси за рахунок управління газовим потоком.
THE METHODS OF PROTECTION OF THE MINE VENTILATION
NETWORK AND COAL-FACE EQUIPMENT FROM EFFECTING OF FLUX
OF BLOWOUTS COOL, ROCK AND GAS.
In this paper modern methods of protection MVN from effecting of the sudden blowouts of
coal, rock and gas are integrated. Possibility of the limitation of blowout mass by control gas blow-
out flux are described on the basis of the physical modeling.
Аэродинамические параметры газового потока выбросов могут быть соиз-
меримы и даже превосходить по дебиту и напору соответствующие параметры
вентиляторов главного проветривания [1]. Внезапно возникающие мощные ис-
точники тяги от выбросов приводят к нарушению вентиляционного режима
шахты, изменению потокораспределения воздуха в вентиляционной сети, опро-
кидыванию свежих вентиляционных струй, загазированию окружающих выра-
боток и, как следствие, к созданию аварийной ситуации в шахте.
Длительность протекания внезапных выбросов изменяется от нескольких
секунд, до нескольких минут, дебит газового потока может достигать 1000м3/с.
Массовый расход разрушенного и выброшенного песчаника и угля зависит от
массы выброса и изменяется от 28 103 до 156 103
кг/с [1]. Объемы выделивше-
гося газа находятся в пределах 150-15000 м3 и выше. Избыточное давление газа
может достигать (0,1-3) 105 Па, скоростной напор газового потока – 0,05 105 Па.
Полное давление газового потока выброса может достигать при выбросах пес-
чаника 12,5 гПа.
Восстановление нормального потокораспределения по направлению пото-
ков вентиляционной сети в зависимости от мощности источника газовыделения
(массы выброса) может длиться от нескольких минут до нескольких часов[1].
Процесс разгазирования аварийного участка и горных выработок в зависи-
мости от массы выбросов и степени нарушенности вентиляционного режима
составляет от нескольких часов до нескольких смен.
Для того, чтобы снизить отрицательные воздействия внезапных выбросов на
шахтную вентиляционную систему (ШВС) и повысить безопасность и произво-
дительность труда, следует осуществить следующие мероприятия:
1) уменьшить зону загазирования;
|