Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ЗАЩИЩЕННЫХ ЗОН В ЛАВАХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горному делу, а именно к повышению безопасности ведения горных работ.

Известен способ определения размеров безопасной зоны разгрузки в призабойной части выбросоопасных угольных пластов по результатам поинтервальных измерений начальной скорости газовыделения из шпуров, в пределах которой разрешается вести выемку угля узкозахватными комбайнами по односторонней схеме или стругами без применения прогноза или противовыбросных мероприятий («Инструкция по безопасному ведению горных работ на угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа.» РД 05-350-00).

Недостатком данного способа является постоянная по мере подвигания очистного забоя необходимость его применения, что приводит к дополнительным трудовым и временным (выделению специальной рабочей смены) затратам.

Известен способ расчета и построения защищенных, незащищенных зон и зон ПГД при отработке защитных пластов («Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтопластах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам» РД 05-328-99), включающий графическое построение размеров зон на основании эмпирических коэффициентов, учитывающих: глубину разработки защитного пласта; вынимаемую мощность; принятый способ управления кровлей; угол падения; процентное содержание песчаников в составе междупластья; размеры очистной выработки.

Недостатком данного способа является использование эмпирических коэффициентов в графическом построении, которые не учитывают многообразие горногеологических и горнотехнических условий ведения горных работ и иногда приводят к ошибочным результатам, особенно при вторичной защите.

Известен способ определения безопасных зон выбросоопасного угольного пласта («Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. - М: ИГД им. А.А. Скочинского. 1989 г. - 192 с.), включающий бурение контрольных шпуров, поинтервальное определение начальной скорости газовыделения, учет времени существования выработанного пространства вышележащего этажа и глубину разработки. При этом число циклов измерений должно быть не менее 30.

Недостатком данного способа является невозможность его использования в уже действующих очистных забоях после первичной посадки пород основной кровли. Кроме того, способ не может быть применен в лавах, отрабатываемых столбами по восстанию (падению), а также при комбинированной системе разработки.

Известен способ определения невыбросоопасной зоны для крутопадающих пластов в лавах уступной формы при поэтажной разработке (Авторское свидетельство №1395838, опубл. 15.05.1988 г.), включающий бурение контрольных шпуров во внутренних углах уступов по мере подвигания лавы, поинтервальные измерения начальной скорости газовыделения, фиксацию линии шпуров, где произошла стабилизация средней суммарной скорости газовыделения, и определение расстояния до линии примыкания к выработанному пространству предыдущего этажа.

Недостатком данного способа является очень ограниченная область применения, достаточно высокая трудоемкость и необходимость вмешательства в технологический цикл угледобычи.

Известен способ оценки степени выбросоопасности призабойной части пласта по изменению радиационной температуры поверхности забоя (Бобров А.И., Николин В.В., Топалов О.В. Оценка степени выбросоопасности призабойной части пласта по изменению радиационной температуры поверхности забоя // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда: Сб. научн. тр. - Макеевка-Донбасс. - МакНИИ. - С.203-209), принятый за прототип, включающий дистанционное измерение радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта и определение ее значения по среднему из 5 точечных замеров.

Недостатком данного способа является отсутствие методики его выполнения и критериев, позволяющих использовать способ в промышленных условиях.

Технический результат заключается в возможности использования способа и расширении области его применения на все типы лавы при любой принятой системе разработки благодаря дистанционному измерению относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта.

Технический результат достигается тем, что измерение относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта осуществляют дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м через 3-5 м по длине лавы, при этом в каждой точке измерения к учету принимают среднее значение, полученное не менее чем в 30 циклах измерений, а границей защищенной зоны принимают расстояние от линии примыкания пласта к выработанному пространству до точки фиксации стабилизации значения радиационной температуры.

Описываемый способ поясняется графиком (Фиг.1), на котором приведены результаты измерений, выполненных в условиях 4-й восточной лавы пласта h₁₀ «Ливенский» шахты им. М.И. Калинина.

Способ осуществляют следующим образом.

Специальным прибором типа СТТ.У5 дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м осуществляется измерение относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта. Первый замер производится в точке на расстоянии 3-5 м от ниши или от штрека (при безнишевой схеме выемке угля). Последующие точки измерения располагаются на равном расстоянии через 3-5 м (3-5 секций крепи) по длине лавы. Нумерация и расположение точек измерения в лаве должны быть постоянными во всех циклах измерений.

В каждой точке измерения выполняется не менее 5 точечных замеров. На Фиг.2 показана схема выполнения замеров в точке измерения по пласту мощностью до 1,5 м. На пластах мощностью более 1,5 м на каждый метр увеличения мощности по вертикали добавляется одна точка измерения.

После выполнения каждого цикла измерений все данные заносятся в журнал и для каждой точки в цикле рассчитываются средние значения. По средним значениям не менее чем 30 циклов измерений строится график относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта по длине лавы и фиксируется точка ее стабилизации, которая и является границей защищенной зоны.

Данные положения подтверждаются сопоставлением результатов измерений относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта и результатов применения «Способа определения невыбросоопасной зоны для крутопадающих пластов в лавах уступной формы при поэтажной разработке» в условиях лавы участка 45/1080 м пласта m₂ «Тонкий» шахты «Кочегарка», когда в обоих случаях граница защищенной зоны была определена в верхнем кутке 7-го уступа на расстоянии 43 м по падению от выработанного пространства вышележащего этажа. Способ иллюстрируется следующим примером.

Пример. Необходимо определить границу защищенной зоны в верхней части лавы, примыкающей к выработанному пространству вышележащего этажа. Прибором типа СТТ.У5 дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м осуществлялись измерения относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта. Первый замер производился в точке на расстоянии 3 м от вентиляционного штрека. В каждой точке измерения выполнялось пять точечных замеров. Последующие точки измерения располагались на равном расстоянии через 3 м по длине лавы. Расположение точек измерения было постоянным во всех 30 циклах измерений.

После выполнения каждого цикла измерений все данные заносились в журнал и для каждой точки в цикле рассчитывались средние значения. По средним значениям 30 циклов измерений построен график (Фиг.1) относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта по длине лавы и зафиксирована точка ее стабилизации на расстоянии 45 м от вентиляционного штрека, которая и является границей защищенной зоны.