Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа

g ≤ 2 л/мин,

Δ J ≤ 3,5 мг/г,

f ≥ 0,6 у.а.

Если хотя бы один из трех показателей не соответствуем ука­занному условию, ситуация считается опасной и вскрытие пласта осуществляют при прогнозе "опасно",

2.3. Локальный прогноз выбросоопасности угольных пластов

2.3.1. На шахтах Донецкого и Кузнецкого бассейнов шахтопласты ниже глубины, указанной в п. 2.1.3, подвергают периодическо­му обследованию методом локального прогноза. Перечень шахтопластов, на которых должен применяться локальный прогноз, определя­ется комиссией в соответствии с п.1.2.5.

2.3.2. Оценку выбросоопасности угольных пластов производят по номограмме (рис. 2.1) в зависимости от значений действующих сил

( Ра ) и устойчивости угольных пластов (Мn).

Рис. 2.1. Номограмма для оценки выбросоопасности угольных пластов

1 - Донбасс; 2 - Кузбасс

Показатели Ра и Мn вычисляют по следующим формулам

Ра =Р_Г + 0,1Н (2.5)

Мn =Мса- sм (2.6)

М=q₀-B (2.7)

q₀=aq-b (2.8)

В=m+g(a₁+b₁n) (2,9)

где Н - глубина расположения обследуемой выработки, м; Р_Г - дав­ление газа в угольном пласте, кгс/см2; Мn ,Мса - соответственно, единичное и среднеарифметическое значение устойчивости пласта; sм -среднеквадратическое отклонение, характеризующее неодно­родность пласта (принимают в зависимости от Мса по табл. 2,2); q₀ - обобщенный показатель прочности пласта с учетом его нару­шенности ; В - обобщенный показатель структуры пласта с учетом его мощности; q - приведенная прочность пласта; m - мощность пласта, м; n - число угольных пачек, слагающих пласт; a ,b ,g ,a₁ ,b₁ - эмпирические коэффициенты, значения которых приведе­ны в табл. 2.3.

q=(q₁m₁+q₂m₂+…+q_cm_c)/(m₁+m₂+…+m_c),

где q₁,q₂,…q_c - прочность угольных пачек в забое выработ­ки; m₁,m₂,…m_c - мощность угольных пачек, м.

2.3.3. При положении точки с координатами Ра и Мn на номограмме ниже кривой шахтопласт разрабатывают с локальным прогно­зом.

При положении этой точки выше кривой шахтопласт разрабатыва­ют с текущим прогнозом выбросоопасности.

2.3.4. Обследование локальным прогнозом в полном объеме состоит из 10 циклозамеров критериев локального прогноза, замеряемых через каждые 2-3 м подвигания забоя (20-30 м подвигания выработки).

2.3.5. Пункты обследований выбирают такими, чтобы были представлены наиболее характерные в отношении выбросоопасности свой­ства пластов;

На крутонаклонных и крутых пластах, отрабатываемых уступными лавами по простиранию, - в трех нижних уступах (на расстоянии 0,5-1,0 м от кутка) и в забое откаточного штрека;

на крутонаклонных и крутых пластах, отрабатываемых щитовы­ми агрегатами, - в забое монтажной ниши (на расстоянии 20 м от вентиляционного гезенка) и в лаве (на расстоянии 0,5-1,0 м от

Таблица 2.2

М

0,5

0,51

-1,0

1,01

- 1,5

1,51

-2,0

2,01

-2,5

2,51

-3,0

3,01

-3,5

3,51

-4,0

4,01

-4,5

4,51

-5,0

5,01

-5,5

5,5

sм

1,50

1,38

1,25

1,13

1,00

0,83

0,75

0,63

0,50

0,37

0,25

0,15

Таблица 2.3

Бассейн

Значение коэффициентов

a

b

g

a₁

b₁

j

Донецкий

0,17

6,90

0,35

0,25

1,40

10,00

Кузнецкий

0,26

11,40

1,00

0,10

1,60

3,50

кутка вентиляционного гезенка в средней и нижней частях этажа на расстоянии по падению от вентиляционного горизонта соответс­твенно 30-60 м и 80-110 м);

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);

при мощности угольного пласта более 2,2 м - только в подго­товительных выработках.

2.3.6. После вскрытия угольного пласта локальный прогноз в полном объеме проводят сразу же после выхода забоя выработки на пласт и повторяют через 30-40 м подвигания выработки.

2.3.7. Проведение подготовительных выработок по падению пласта ниже горизонта, обследуемого локальным прогнозом, осуще­ствляют с применением текущего прогноза.

2.3.8. Первое обследование в очистном забое проводят в пол­ном объеме сразу же после начала выемки и повторяют через 30-40 м подвигания выработки. Третий раз обследование в полном объеме проводят после отхода забоя от рассечки на расстояние, равное длине лавы.

2.3.9. В дальнейшем периодичность обследования устанавлива­ют а зависимости от критической глубины ( Нкр ), на которой возможно появление выбросов угля и газа:

при ( Нкр - Н ) < 100 м - через 30 м подвигания;

при 100 < ( Нкр - Н ) < 200 м - через 100 м подвигания;

при ( Нкр - Н ) > 200 м - через 300 м подвигания.

2.3.10. Критическая глубина Нкр определяется по формуле

Нкр = Н + j (Ра₀ - Ра) (2.10)

где Ра₀ - значение Ра по номограмме в точке пересечения перпен­дикуляра, восстановленного из абсциссы со значением Мn для данного места обследования, с кривой; j - эмпирический коэффи­циент , определяемый по табл. 2.3.

2.3.11. Между обследованиями в полном объеме через каждые 10 м подвигания забоя в пунктах ведения локального прогноза проводят контрольные определения показателей изменения мощности пласта Кm и прочности пласта Кq по формулам:

Кm = ((mcp - mk)/mcp)*100%; (2.11)

Kq = ((qcp - qk)/qcp)*100%, (2.12)

где mcp , qcp - соответственно значения средней мощности и -приве­денной прочности пласта при последнем обследовании в полном объе­ме mk , qk - соответственно значения мощности и приведенной про­чности пласта при контрольных определениях.

При значениях Кm >15% и Кq >15% проводят внеочередное обследование в полном объеме.

2.3.12. Кроме указанного в п. 2.3.11 внеочередные обследова­ния проводят при изменении системы разработку технологии выем­ки угля, способа управления кровлей и при переходе зон ПГД.

Переход забоем выработки зоны геологического нарушения, наличие которого ранее не было установлено, осуществляется с при­менением текущего прогноза выбросоопасности.

2.3.13. Давление газа в пласте ( Р_г ) определяют из забоя полевой выработки перед вскрытием пластов. В дальнейшем давление газа в пласте определяют через 300 м подвигания выработки, в которой проводят локальный прогноз.

При расчете в формуле 2.5 принимают наибольшее давление, за­меренное в данном пласте.

2.3.14. Глубину разработки (Н) определяют как расстояние от земной поверхности до места проведения локального прогноза

2.3.15. Прочность угля (q) определяют прочностномером П-1 и рассчитывают как среднеарифметическое знамение из 5 замеров, про­веденных на расстоянии 5-10 см один от другого по каждой пачке. Пачки определяют визуально по цвету, блеску, структуре, степени нарушенности и четко разделенным плоскостям ослабления различной плотности в соответствии с рис. 2.2 и табл. 2.4. При этом учиты­вают все слагающие пласт угольные пачки мощностью более 5 см. При наличии в пласте прослоек породы их учитывают следующим об­разом: а) сильно нарушенные перемятые слои породы считаются са­мостоятельными пачками, их прочность следует определять; б) малонарушенные плотные слоя породы мощностью до 0,3 м самостоятель­ными пачками не считаются, а их мощность прибавляют к мощности соседней наиболее прочной пачке.

Пачки пластов, не отличающиеся по прочности более чем на 7% и не разделенные перемятыми породными прослойками, при расчетах принимают за одну пачку.

Рис. 2.2. Тектоническая структура углей

Для тектонически нарушенных пластов (более 75% от общей мощ­ности), в которых стерты различия между пачками, а также для пластов сложной структуры с количеством пачек более 4, число па­чек при расчетах принимают равным 4.

Таблица 2.4

Тип угля

Тектоническая

структура

Краткая характеристика

обозна­чение

Наименование

I

2

3

4

I

Ненарушен-ный

Слоистая слабо-трещиноватая

Уголь характеризуется заметно выраженной слоистостью, в мас­сиве монолитен, устойчив к ме­ханическим воздействиям, не осыпается. Разламывается на куски, ограниченные слоистостью и трещинами

II

Мелкокус-коватый

Брекчиевидная

Слоистость и трещиноватость, как правило, затушеваны. Массив слагается из кусочков уг­ля разнообразной формы. Крае­вые части кусочков угловатые. Между кусочками могут встре­чаться угольная мелочь, зер­нистый и даже землистый уголь. Слабо устойчив к механическим воздействиям, но осыпается с трудом

Ш

Разлинзо-ванный

Линзовидная (мелколинзо-видная)

Слоистость и трещиноватость затушеваны. Уголь слагается из отдельных линз. Поверхность линз зеркально отполирована и несет на себе борозды и штрихи скольжения. При механическом воздействии превращается иног­да в угольную мелочь

1У

Землисто-зернистый

Землистозер-нистая

Слоистость и трещиноватость эатушеваны. Основная масса состоит из мелких зерен угля, между которыми располагается землистый уголь (угольная мука). Достаточно спрессован, между

пальцами раздавливается чаще

всего с трудом. Слабо устойчив

и склонен к осыпанию

У

Землистый

Землистая

Слоистость и трещиноватость эатушеваны. Состоит из тонко-перетертого угля (угольная мука). неустойчив, осыпается интенсивно. Между пальцами раздавливается

легко.

2.3.16. Мощность пластов и отдельных пачек определяют в мес­тах замера прочности угля. Присечки кровли и почвы в мощность пласта не включают. Пачки пластов мощностью менее 5 см прибавля­ет к мощности соседней пачки, сходной по прочности и нарушенности.

Результаты определений критериев локального прогноза и вычис­лений действующих сил (Ра) и устойчивости угольных пластов (М_n) заносят в журнал (форма 3.2) и оформляет актом (форма 3.3). К акту прилагают выкопировку из плана горных работ с указанием на выкопировке места проведения локального прогноза.

2.3.17. На шахтах Карагандинского бассейна, разрабатывающих шахтопласты ниже глубин, указанных в п. 2.1.3, локальный прогноз

осуществляют по методике ВостНИИ,

2.4. 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 установлении неопас­ной зоны составляют акт (форма 3.4), действие которого приоста­навливается через один год или при входе забоя в опасную зону.

При. снятии согласующей подписи институты: МакНИИ (ВостНИИ), ДонУГИ, ИГД им. А.А.Скочинского обязаны письменно поставить в из­вестность главного инженера шахты и горно-технического инспекто­ра.

2.4.2. На шахтах Донецкого бассейна применяются два метода текущего прогноза выбросоопасности: по сейсмоакустической актив­ности и по начальной скорости газовыделения из шпуров.

Допускается сочетание этих методов, при этом по начальной скорости газовыделения уточняют наличие и границы опасных зон, установленных сейсмоакустическнм методом.

На шахтах восточных и северных угольных бассейнов и место­рождений текущий прогноз выбросоопасности в подготовительных вы­работках осуществляют на основании замеров начальной скорости газов деления и выхода бурового штыба по длине контрольных шпу­ров. Выбросоопасность в очистных выработках в этих бассейнах оце­нивают по результатам прогноза, в прилегающих к ним подготовитель­ных выработках.

2.4.3. Перед началом работ по бурению контрольных шпуров для текущего прогноза производят визуальный осмотр забоя и устанавли­вают тектоническую структуру слагающих пласт угольных пачек в со­ответствии с табл. 2.4. Шпуры бурят по наиболее нарушенной пачке угля мощностью не менее 0,2 м. Если пласт имеет две пачки угля одинакового типа, то шпуры бурят только по пачке, имеющей боль­шую мощность. Бурение шпуров с продувкой и промывкой для измере­ния начальной скорости газовыделения не допускается.

Текущий прогноз по начальной скорости газовыделения прерыва­ют и зону пласта считают опасной при: уменьшении мощности пласта (пачки) до величины менее 0,2 м; невозможности пробурить шпур на требуемую глубину или эагерметизировать его; наличии в процессе бурения ударов и тресков различной силы и частоты в массиве; вы­брасывании из шпура газа с буровой мелочью; зажатии или выталки­вании бурового инструмента.