О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов
Попереду вибою підготовчій виробки існує ступінчаста дегазація пласту, як переривчата зміна його газоносності. In from development working take place step methane drainage, as interrupting change seam gas content....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Datum: | 2004 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2004
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189896 |
| 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 некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов / Б.В. Бокий, С.Г. Ирисов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 173-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860269352001994752 |
|---|---|
| author | Бокий, Б.В. Ирисов, С.Г. |
| author_facet | Бокий, Б.В. Ирисов, С.Г. |
| citation_txt | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов / Б.В. Бокий, С.Г. Ирисов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 173-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физико-технические проблемы горного производства |
| description | Попереду вибою підготовчій виробки існує ступінчаста дегазація пласту, як переривчата зміна його газоносності.
In from development working take place step methane drainage, as interrupting change seam gas content.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:05:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 622.322
О НЕКОТОРЫ Х ОСОБЕННОСТЯХ ПРОЦЕССА ДЕГАЗАЦИИ
ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ВЫБРОСООПАСНЫ Х ПЛАСТОВ
к.т.н. Бокий Б.В., к.т.н. Ирисов С.Г., (АП «Шахта им. А. Ф.Засядько»)
Попереду вибою тдготовчш виробки юнуе стутнчата дегазащя пласту,
як перерывчата змша його газоносшстг.
АВ011Т 8 0 М Е ГЕАТ1ЛЗЕ РК.ОСЕ88Е8 О ЕСА8АТКЖ ОР РАСЕ
УУОНКШС 8РАСЕ8 201ЧЕ СШТВ1Ж8Т8 НА2.АКХ) 8ЕАМ8
Вокй В.У., 1пхоу 8.С .
1п /гот (ЗеуеЬртеп! юогШ§ 1аке р1асе Мер те{капе с1гата§е, аз т1еггир1т§
скап%е зеат §аз соп1еп1.
В условиях шахты им. А.Ф. Засядько выбросоопасность пластов про
является только при проведении подготовительных выработок, а в очист
ных - внезапные выбросы (ВВУГ) не зарегистрированы. Для обеспечения
выбрособезопасности работ производится гидрорыхление призабойной зо
ны через скважины длиной 6 - 7 м, а при работе комбайна - сейсмопрогноз.
Ранее эти мероприятия надежно обеспечивали безопасность работ, но с пе
реходом на большие глубины начали давать сбои. Так на пласте ш3 про
изошло два ВВУГ, а на пласте // - несколько газодинамических явлений
(ГДЯ),‘не предсказанных заблаговременно, хотя большее число ГДЯ было
предсказано. По нашему мнению, точность прогнозирования ГДЯ может
быть повышена, если учитывать газовый фактор выбросоопасности. Газо
вый фактор может быть учтен при помощи десорбометрических измерений
[1, 2, 3]. В основу десорбометрии положена закономерность, впервые уста
новленная Л.А.Скляровым, упрощенно имеющая вид [4]
Я = а - ( х - х : оет)1*4 ( 1)
где ^ - скорость десорбции газа пробой угля в момент времени I , про
шедшем после отрыва его от массива, дм3/(мин-кг);
а - коэффициент пропорциональности, зависящий от сорбционных
свойств угля и не зависящий (по Склярову) от начальной газоносности уг
ля х , м и н '1;
х иш - газоемкость угля при атмосферном давлении метана над сор
бентом, дм3/кг;
с1 - показатель степени при I , постоянный в течении 10 - 30 мин и
более и независящий (по Склярову) от х .
Для десорбометрических измерений в забое при бурении скважины
отбирали штыб и закупоривали его в емкости десорбометра. Момент вы
173
буривания фиксировали по секундомеру, который отсчитывал параметр /.
Значения д фиксировали по реометру с капилляром, протарированным по
метану. По величинам / и д определяли два наиболее важных показателя;
^ 0 и й . Показатель д0 является постоянной гиперболы (1) и численно ра
вен значению д при /=1 мин. Данный показатель можно представить в
виде
<7о = (2)
где Х э - разность между х и х оая, дм3/кг.
Зарубежными исследователями и нами установлено, что показатели
д 0 и ^ можно использовать для прогноза выбросоопасности и для экс
пресс - метода определения Х э [ 1, 2, 3, 5, 6]. Показатель с1 оценивает
структурный фактор выбросоопасности, а показатель д0 зависит от струк
туры угля и его газоносности [1, 2]. Наиболее точная информация о степе
ни выбросоопасности забоя в данный момент времени может быть получе
на при одновременном учете обоих показателей д0 и <7. Показатель Х э
дает оценку газового фактора выбросоопасности, и для его определения
необходимо знание величину а , которая зависит от нескольких факторов
[4]. Нами была установлена взаимо- связь между показателями д0 и <1 для
некоторых горно-геологических условий и зависимость а от <7 (угольные
не особо выбросоопасные пласты кв, I/, тз). При не высоком значении кор
реляционного отношения 77 = 0,87была получена зависимость а от с?,
имеющая вид
а = 7,07 ■ ю -3^ 2’76' ̂ (3)
Для указанных трех пластов была установлена взаимосвязь показате
лей д0 и с/, которая имела вид (при 77 =0,795)
д0 = 2 ,4 1 -1 0-2 Р '™ (4)
Исследования связи д0 и с/ были продолжены в очистных забоях
при небольшой глубине отбора проб ( /= 0,5 - 2,75 м). Результаты этих ис
следований помещены на рис.1 и могут быть аппроксимированы при
77 = 0,684 формулой вида
д0 = 3 ,37-10 ' 2 (5)
174
Рис,1. Характер распределения по с? показателя начального расхода
десорбирующегося газа <у0 для условий 10 восточной лавы пласта 1/.
Как следует из рис. 1, отдельные точки графика равномерно рассеяны
вдоль аппроксимирующей кривой (то же характеризует аппроксимацию
при помощи уравнения (4)).
Исследования, проведенные в 10 западном конвейерном штреке пла
ста I], дали принципиально иной результат (см. рис.2): на графике рис.2
просматривались отдельные группы точек вдоль двух кривых: верхней и
нижней. Верхняя кривая хорошо (г/ = 0,918) описывалась уравнением вида
^ 0 = 1,24■ \0-2г 2м‘1, (6)
а нижняя при т) =0,9235
90 = 0 ,6 8 2 -1п с /+ 0,469 (7)
На рис.2 значения для верхней группы точек получены при сред
нем значении /=3,9 ± 1,4 м, а точки нижней группы при среднем /=1,4 ±
0,9 м. В связи с тем, что значение сц0 является произведением а на %э ,
можно утверждать: различия в значениях с/0 при одинаковых значениях
с1 обусловлены различием в Х э . Неравномерное рассеивание, группировка
175
(I
Рис.2, Характер распределения по с1 показателя д0 для условий 10
западного конвейерного штрека пласта //.
отдельных точек около двух разных кривых (рис.2), могла указывать на
ступенчатый характер изменения газоносности по мере приближения точ
ки отбора пробы к поверхности забоя. Это свидетельствовало о возможной
задержке процесса дегазации пласта в призабойной зоне, или что тоже са
мое - о возможности существования некоторых стабильных уровнях газо
носности, скачкообразно сменяющих друг друга. Относительно равномер
ное рассеивание точек около аппроксимирующей кривой (рис.1) могло
свидетельствовать об отсутствии задержки процесса дегазации призабой
ной зоны впереди очистного забоя. Нельзя исключать того, что именно
этот фактор создает выбрособезопасные условия в лавах не особо выбро
соопасных пластов. Однако разброс отдельных точек графика на рис.2
обусловливает широкий коридор ошибок (широкий доверительный интер
вал), что не позволяет достаточно уверенно утверждать наличие двух раз
ных совокупностей экспериментальных точек на графике: с незначитель
ной вероятностью такое распределение точек может считать следствием
случайных факторов. Правила математической статистики в подобных
случаях требуют продолжения исследований и повышения точности изме
рений. В данном случае повышение достоверности выводов можно дос
тичь путем снижения колебаний в различиях горно-геологических усло
вий, способных влиять на величину а. На следующем этапе исследования
проведены на ограниченном отрезке продвижения забоя 12 восточного
конвейерного штрека, но в относительно сжатые сроки, что в определен
ной мере гарантировало стабильность горно-геологических условий, ста
бильность свойств угольного пласта в период исследований. Результаты
176
исследования взаимосвязи показателей ^ 0 от с/, полученные в забое 12
штрека, представлены на рис.З, где четко прослеживается раздельное рас
положение точек графика вдоль двух кривых. Характер распределения <у0
по с/, заданный верхней группой точек, может быть описан формулой вида
(при коэффициенте корреляции г =0,96)
= 0,969с/ - 0,249 (8)
нижней группой ( 77=0,986)
= 7 , 3 9 с / 2 + 1 3 , 7 с / - 5 , 9 7 1 ( 9 )
Рис.З. Характер распределения по ^ показателя для условий 12
восточного конвейерного штрека пласта //.
На рис.З кривая по формуле (8) не представлена, а показана нижняя
граница коридора ошибок (доверительного интервала), построенного на
5%-ном уровне значимости. Эта граница находится достаточно далеко от
верхней границы коридора ошибок нижней кривой (на рис.З верхняя гра
ница для нижней кривой не показана), поэтому факт раздельного располо
жения точек вдоль двух разных кривых может считаться доказанным. Та
ким образом, предположение о возможности ступенчатого характера про
цесса дегазации, предположение о существовании определенных стабиль
ных уровнях газоносности пласта в призабойной зоне и о периодической
задержке дегазации пласта получило косвенное подтверждение. Используя
177
формулы (2), (3) и (6) - (9), можно получить оценку «высоты ступеньки
падения» газоносности х э по формуле
2' = ( ^ - ? оя) /7 ,0 7 .1°-3 ^ ' 7М (10)
где X - «высота падения» газоносности х 3 при переходе с одного ста
бильного уровня на другой (по мере снижения расстояния I ), дм3/кг.
(1
Рис.4. Зависимость «высоты ступеньки падения газоносности» X от пока
зателя выбросоопасности < 2 :1 - для условий 12 восточного штрека; 2 - для
условий 10 западного штрека.
Величина X как функция <1 для условий 10 и 12 конвейерных штре
ков пласта /у представлена графически на рис.4, из которого следует, что
при с/ = 0,88 - 0,94 значение 2= 0 ,3 - 0,5 м3/т и бурно растет с ростом а?,
достигая X = 1,5 - 1,6 м3/т при А > 1. «Высота падения» X может быть
значительно большей при ином распределении #0 по с! по сравнению с
распределением, заданным уравнением (8), которое использовано в целях
упрощенного получения нижней границы доверительного интервала для
верхней группы точек на графике рис.З. Характер распределения всех
имеющихся точек д0 по с! для условий 12 штрека не может быть описан
уравнением прямой, а подчиняется более сложной зависимости, графиче
ски представленной на рис.5.
В связи с тем, что экспериментально не получены высокие значения
ц0 при <А > 0,96, отсутствуют основания для того, чтобы уверенно судить о
характере распределения по с} при наиболее выбросоопасных значени
ях последней {с1= 1 - 1,1). Можно лишь предполагать, что при с/ = 1 - 1 , 1
178
значения 2 превзойдут 3-5 м3/т, а чем выше 2 , тем более процесс перехо
да х э с одного уровня на другой будет соответствовать процессу ВВУГ,
которому, как известно, предшествует задержка дегазации призабойной
части пласта.
Рис,5. Зависимость показателя д() от с1 на всем исследованном диапазоне
последнего при глубине отбора проб от забоя не ближе 3 м.
Выводы: Характер зависимости показателя начального расхода де
сорбции от структурного показателя выбросоопасности с1 для условий
одного и того же забоя неоднозначен, что графически выражается группи
ровкой всех экспериментальных точек, характеризующих указанную зави
симость, вдоль двух разных кривых, между которыми поле графика не за
полнено точками. Точки 1-рафика с большими ординатами соответствуют
пробам угля, отобранным при большем расстоянии от поверхности забоя.
Это указывает на ступенчатый характер процесса дегазации призабойной
зоны, на существование относительно стабильных уровней газоносности,
смена которых может протекать быстро, что снижает вероятность отбора
пробы во время перехода газоносности с одного уровня на другой. Чем
больше разница в данных уровнях, тем больше показатель с/, что подтвер
ждает его достоверность как одного из показателей склонности структуры
угля к внезапному выбросу. Для условий очистных забоев не получено
данных, позволяющих предполагать ступенчатый характер протекания
процесса дегазации призабойной зоны. Для повышения достоверности те
кущего прогноза выбросоопасности угольных забоев целесообразно при
менение десорбометрии, позволяющей получать информацию о призабой
ной зоны, недоступную для других способов прогноза. Показатели десор
бометрии следует использовать в научных целях, так как эти показатели
179
позволяют получать оценку газоносности в относительно сжатые сроки и
без тех значительных материальных затрат, которые неизбежно влекут за
собой известные способы определения газоносности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бокий Б.В. Десорбометрия для прогнозирования выбросоопасности
угольных пластов. //Уголь Украины, 2002.-№9.-сю34-36.
2. Ирисов С.Г. Десорбометрия как способ прогноза внезапных выбро
сов.//У голь Украины.-1983,-№9, с.27-29.
3. Ноак К., Янас X. Разработка методов и приборов для оценки выбросо
опасности. //Глюкауф, 1981. -№13- с.36-41.
4. Скляров Л.А. закономерности выделения метана из отбитого угля. //Сб.
«Разработка месторождений полезных ископаемых».-! 965.-Вып.4,
сЛ 13-118.
5. Бокий Б.В., Ирисов С.Г. Совершенствование способа оценки газоносно
сти призабойной зоны угольных пластов. //Известия донецкого горного
института.- Донецк, 2002, №3 -с .27 -29.
6. Янас X. Определение газоносности угля в забое при помощи десорбо-
метра. //Глюкауф. -1979- №20, с .15 - 18.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-189896 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2664-1771 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T19:05:06Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бокий, Б.В. Ирисов, С.Г. 2023-04-30T07:55:56Z 2023-04-30T07:55:56Z 2004 О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов / Б.В. Бокий, С.Г. Ирисов // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 173-180. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2664-1771 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189896 622.322 Попереду вибою підготовчій виробки існує ступінчаста дегазація пласту, як переривчата зміна його газоносності. In from development working take place step methane drainage, as interrupting change seam gas content. ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов About some feature processes degasation of face working spaces zone outbursts hazard seams Article published earlier |
| spellingShingle | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов Бокий, Б.В. Ирисов, С.Г. |
| title | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| title_alt | About some feature processes degasation of face working spaces zone outbursts hazard seams |
| title_full | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| title_fullStr | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| title_full_unstemmed | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| title_short | О некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| title_sort | о некоторых особенностях процесса дегазации призабойной зоны выбросоопасных пластов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189896 |
| work_keys_str_mv | AT bokiibv onekotoryhosobennostâhprocessadegazaciiprizaboinoizonyvybrosoopasnyhplastov AT irisovsg onekotoryhosobennostâhprocessadegazaciiprizaboinoizonyvybrosoopasnyhplastov AT bokiibv aboutsomefeatureprocessesdegasationoffaceworkingspaceszoneoutburstshazardseams AT irisovsg aboutsomefeatureprocessesdegasationoffaceworkingspaceszoneoutburstshazardseams |