2.3. Локальный прогноз выбросоопасности угольных пластов
2.3. Локальный прогноз выбросоопасности угольных пластов 
Общие требования, параметры оценки выбросоопасности
2.3.1. Метод локального прогноза применяется на шахтах Ростовской области для оценки степени выбросоопасности шахтопластов, отнесенных в соответствии с п. п. 1.2.2 и 2.1.3 Инструкции к категории угрожаемых, в целях определения необходимости ввода текущего прогноза выбросоопасности в конкретных условиях ведения горных работ.
Прогнозирование по методу локального прогноза не применяется, если на соответствующих горизонтах соседних шахт по данному пласту имели место газодинамические явления.
Перечень шахтопластов, на которых применяется локальный прогноз, определяется Комиссией в соответствии с п. 1.2.5 Инструкции.
Локальный прогноз включает:
обследование шахтопласта в полном объеме;
контрольные наблюдения, проводимые на участках пласта между обследованиями в полном объеме;
внеочередные обследования, которые могут вводиться по результатам контрольных наблюдений, а также при изменении технологии выемки угля, способа управления кровлей, при переходе зон ПГД и геологических нарушений.
2.3.2. Локальный прогноз выбросоопасности вводится на шахтопласте по результатам обследования в полном объеме, которое проводится в действующих выработках на расстоянии не ближе 25 м от геологического нарушения.
2.3.3. После вскрытия угольного пласта обследование в полном объеме начинают сразу же при выходе забоя выработки на пласт. При этом в месте вскрытия пласта осуществляется прогноз его выбросоопасности в соответствии с п. 2.2.8 Инструкции. Если прогноз показал "неопасно" и пласт вскрыт без газодинамического явления, обследование выполняют без применения противовыбросных мероприятий, а взрывные работы в забое проводят в режиме для газовых шахт.
2.3.4. На пластах с углом падения свыше 10° проведение подготовительных выработок по падению пласта ниже горизонта, обследуемого локальным прогнозом, осуществляется с применением текущего прогноза.
2.3.5. Обследование шахтопласта в полном объеме включает:
замер давления газа в угольном пласте перед вскрытием его
выработкой Р (кгс/кв. см);
г
измерение прочности угля q (у.e.) на поверхности забоя прочностномером П-1 в соответствии с Приложением 5;
измерение мощности каждой угольной пачки и общей мощности пласта m (м);
измерение начальной скорости газовыделения из шпуров g (л/мин.) на интервалах 1,5; 2,5 и 3,5 м.
Обследование производится через каждые 2 - 3 м подвигания забоя на протяжении 20 - 30 м проведения выработки, при этом должно быть выполнено не менее 10 циклов наблюдений.
Если при обследовании шахтопласта в каком-либо цикле
наблюдений прочность q хотя бы одной угольной пачки будет менее
60 у.е., обследование следует прекратить и ввести на участке
текущий прогноз выбросоопасности в соответствии с требованиями
(п. п. 2.4.23 - 2.4.29) Инструкции. Если в каком-либо интервале
бурения шпура будет измерена начальная скорость газовыделения g ,
н
о
равная или больше критической величины g , обследование
н
прекращается и в забое должны быть применены способы
предотвращения выбросов.
2.3.6. Определение показателей локального прогноза производят на крутонаклонных и крутых пластах в следующих пунктах:
отрабатываемых уступными лавами - в забоях откаточного штрека, нижней печи и в трех нижних уступах;
отрабатываемых щитовыми агрегатами - в забое монтажной печи (в интервале на расстоянии 20 - 50 м от вентиляционного ската) и в кутке лавы (в интервалах на расстоянии 30 - 60 и 80 - 110 м от вентиляционного горизонта);
на пологих и наклонных пластах - в забое опережающей выработки и в трех пунктах по длине очистного забоя (на расстоянии 5 - 15 м от сопряжений с откаточной и вентиляционной выработками и в средней части лавы). На пластах, отрабатываемых по системе лава - штрек, вместо опережающей выработки обследование проводится в нижней нише.
При отработке пластов мощностью более 2,0 м обследование проводится только в подготовительных выработках.
Отработка шахтопластов лавами по восстанию при угле наклона свыше 10° производится с применением локального прогноза, а по падению - с применением текущего прогноза выбросоопасности.
2.3.7. В целях получения исходных данных для текущего прогноза выбросоопасности составной частью обследования шахтопласта в полном объеме являются разведочные наблюдения, выполняемые в соответствии с п. п. 2.4.23 - 2.4.24 Инструкции. При этом коэффициент крепости угля f не определяется, а для оценки прочностных свойств угольного пласта и отдельных его пачек используются данные прочности угля q. Разведочные наблюдения проводятся только в забоях основных подготовительных выработок, нижней и монтажной печах.
Обработка результатов обследования в полном объеме
2.3.8. На основании обработки результатов обследования должны быть получены:
критерии локального прогноза:
Р - показатель, характеризующий напряженное состояние пласта,
а
кгс/кв. см;
М - коэффициент устойчивости пласта;
п
исходные данные для текущего прогноза:
g - максимальное значение начальной скорости
н.max
газовыделения, л/мин.;
_
q - среднее значение прочности угля, у.е.;
_
m - среднее значение мощности пласта, м;
V - коэффициент изменчивости прочности угля, %;
q
V - коэффициент изменчивости мощности пласта, %.
m
2.3.9. Показатель, характеризующий напряженное состояние
пласта (Р , кгс/кв. см), зависит от давления газа в угольном
а
пласте (Р , кгс/кв. см) и глубины ведения горных работ (Н, м)
г
и определяется из выражения:
Р = Р + 0,04 гамма Н, (2.7)
а г
где гамма - средний удельный вес горных пород, принимается
-3
равным 2,5 х 10 кгс/куб. см.
Показатель Р определяется только при первом на данном
а
горизонте обследовании шахтопласта в полном объеме и принимается
постоянным для последующих обследований на том же горизонте.
Коэффициент устойчивости пласта М зависит от приведенной
п
прочности пласта q (у.е.), мощности пласта m (м) и числа
пр
угольных пачек n и определяется из выражения:
п
n
ц М
М = 1,2 SUM -- - 1,57, (2.8)
п 1 n
ц
где:
М - единичные значения коэффициента устойчивости пласта
(определяются в каждом цикле наблюдений в забое);
n - количество циклов наблюдений в забое.
ц
М = 0,17q - m - 0,5n - 6,8; (2.9)
пр п
q m + q m + ... + q m
1 1 2 2 n n
q = ------------------------, (2.10)
пр m + m + ... + m
1 2 n
где:
q , q , ..., q - прочность угольных пачек, у.е.;
1 2 n
m , m , ..., m - мощность угольных пачек, м.
1 2 n
Кроме того, при выполнении наблюдений в полном объеме
_
определяется средняя прочность каждой угольной пачки (q ) по
i
формуле:
n
ц
SUM q
_ i i
q = ------, (2.11)
i n
ц
где q - прочность угольной пачки в отдельных циклах
i
наблюдений.
2.3.10. В качестве максимальной величины начальной скорости
газовыделения g принимается наибольшее ее значение,
н.max
измеренное на участке разведочных наблюдений.
_
Среднее значение приведенной прочности угля q определяется
пр
по формуле:
n
ц
SUM q
_ 1 пр
q = -------, (2.12)
пр n
ц
n
ц
где SUM q - сумма значений прочности угля q в каждом
1 пр пр
цикле наблюдений, полученных на участке разведочных наблюдений,
у.е.
Коэффициенты изменчивости прочности угля V и мощности пласта
q
V вычисляются по формулам:
m
дельта
q
V = ------- x 100%; (2.13)
q _
q
пр
дельта
m
V = ------- x 100%, (2.14)
m _
m
_
где m - среднее значение мощности пласта на участке
разведочных наблюдений, вычисляемое по формуле:
n
ц
SUM m
_ 1
m = ----- (2.15)
n
ц
n
ц
(здесь SUM m - сумма отдельных значений мощности пласта, м);
1
дельта , дельта - среднеквадратические отклонения отдельных
q m
значений приведенной прочности угля q и мощности пласта m от их
пр
_ _
средних значений q и m.
пр
_______________
/n
/ ц _ 2
/ SUM (q - q )
/ 1 пр пр
дельта = \/ ----------------; (2.16)
q n
пр
___________
/n
/ ц _ 2
/ SUM (m - m)
/ 1
дельта = \/ ------------. (2.17)
m n
ц
Критерии оценки выбросоопасности пласта на участке
обследования в полном объеме
2.3.11. Заключение об отработке пласта с применением
локального прогноза производится по номограмме (рис. 2.1 - здесь и
далее рисунки не приводятся) в зависимости от значений показателя,
характеризующего напряженное состояние пласта, коэффициента
устойчивости пласта М и результатов разведочных наблюдений.
п
2.3.12. Если в каком-либо пункте наблюдений точка с
координатами Р и М по номограмме расположена выше кривой,
а п
делают заключение, что шахтопласт необходимо разрабатывать с
применением текущего прогноза выбросоопасности.
При положении указанной точки ниже кривой и исходных данных
_
для текущего прогноза V <= 20%; V <= 10%; q >= 70 у.е.;
q m
о
g < g шахтопласт на участке отрабатывают с применением
н.max н
локального прогноза выбросоопасности.
Это положение распространяется на забой при любых значениях
_ о
V , если V <= 20%; q >= 80% у.e., а g < g .
m q н.max н
2.3.13. Критические значения начальной скорости газовыделения
зависят от марки угля и принимаются:
daf
при V менее 15% - 5 л/мин.;
daf
при V от 15 до 20% - 4,5 л/мин.;
daf
при V от 20 до 30% - 4,0 л/мин.;
daf
при V свыше 30% - 4,5 л/мин.
daf
Значение выхода летучих веществ V определяется как среднее
по 10 пробам угля, отобранным в первом цикле наблюдений в
подготовительной выработке.
2.3.14. Применение локального прогноза на шахтопласте разрешается после оформления результатов обследования в полном объеме актом по форме 4, утвержденным техническим руководителем шахты. К акту прилагают выкопировку из плана горных работ с нанесенным участком обследования в полном объеме.
Периодичность обследований в полном объеме
2.3.15. Обследование в полном объеме в очистном забое начинают сразу после нарезки лавы и затем повторяют после отхода от разрезной выработки на расстояние 30 - 40 м.
2.3.16. В дальнейшем периодичность обследований в полном объеме устанавливают в зависимости от разности (N - H):
при (N - H) <= 100 обследования проводятся через 50 м подвигания;
при (N - H) > 100 - через 100 м подвигания,
где N - показатель периодичности обследований, определяемый по формуле:
N = H + 10 (P - P ), (2.18)
AB a
где:
Р - значение Р по номограмме в точке пересечения
AB a
перпендикуляра, восстановленного из абсциссы со значением М для
п
данного места обследования, с кривой;
Н - глубина разработки, м.
Контрольные наблюдения
2.3.17. Начальник службы прогноза, получив утвержденный акт обследования пласта по локальному прогнозу выбросоопасности, отдает распоряжение горным мастерам по прогнозу о проведении на данном участке непрерывных контрольных наблюдений по локальному прогнозу.
2.3.18. Контрольные наблюдения проводятся на участках подвигания забоев, заключенных между участками обследования в полном объеме.
2.3.19. В период контрольных наблюдений осуществляются
постоянные измерения мощности и прочности угольных пачек и пласта
в целом через каждые 5 или 10 м подвигания забоев. Интервал 5 м
принимается в случае, если последнее обследование в полном объеме
_
выявило хотя бы одну угольную пачку прочностью q < 70 у.е. В
i
остальных случаях принимается интервал наблюдений, равный 10 м.
Контрольные наблюдения проводятся в тех же пунктах действующих забоев, что и при обследовании в полном объеме.
2.3.20. Если в каком-либо цикле контрольных наблюдений будет установлено, что прочность отдельной угольной пачки снизилась до величины менее 60 у.е., параллельно с проведением контрольных наблюдений на участке вводят текущий прогноз выбросоопасности в соответствии с подразделом 2.4 Инструкции.
Если при ведении текущего прогноза начальная скорость
о
газовыделения g оставалась менее критического значения g ,
н н
прочность наименее прочной угольной пачки по данным
контрольных наблюдений увеличилась до 60 у.е. и более, на
участке вводится обследование в полном объеме.
2.3.21. В каждом цикле контрольных наблюдений вычисляются
изменения показателей мощности пласта К , прочности пласта К и
m q
i
отдельных пачек К по формулам:
q
_
m - m
к
К = ------ x 100%; (2.19)
m m
_ к
q - q
пр пр
К = --------- x 100%; (2.20)
q _
q
пр
_ к
q - q
i i i
К = ------- x 100%, (2.21)
q _
q
i
где:
к
m , q - значения мощности и приведенной прочности пласта при
к пр
контрольных наблюдениях;
к
q - значение прочности угольной пачки при контрольных
i
наблюдениях.
Результаты измерений и вычислений показателей заносят в
журнал (форма 5).
2.3.22. Если в каком-либо цикле контрольных наблюдений будет
i
установлено К >= 15%; К >= 15% или К >= 25%, проводят
m q q
внеочередное обследование в полном объеме.
2.3.23. По каждым 10 циклам контрольных наблюдений (50 или
100 м подвигания забоя) начальник службы прогноза рассчитывает Р
a
и М . Если точка с полученными координатами P и М окажется выше
п а п
кривой по номограмме рис. 2.1, на участке вводят внеочередное
обследование в полном объеме с одновременным ведением текущего
прогноза в откаточном штреке и нижней (или монтажной) печи
(крутые и крутонаклонные пласты). Результаты определения
выбросоопасности пласта по локальному прогнозу оформляются актом
по форме 6.
2.3.24. Технологию и организацию работ по локальному прогнозу выбросоопасности следует осуществлять в соответствии с Временным руководством по локальному прогнозу выбросоопасности угольных пластов на шахтах Украины.
