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

2.4.4. При выявлении опасной зоны горный мастер по прогнозу на месте запрещает ведение работ по выемке угля с последующей за­писью в наряд - путевку горного мастера эксплуатационного (подгото­вительного) участка и сообщает об этом диспетчеру шахты и началь­нику службы (группы) по прогнозу. Последний делает соответствую­щую запись в журнале текущего прогноза и ознакомляет (под рос­пись) с ней главного инженера шахты. Главный инженер шахты отда­ет письменное распоряжение об остановке забоя выработки и возоб­новлении работ после применения способа предотвращения выбросов, контроля его эффективности и выполнения мероприятий по безопас­ности и оперативно ставит в известность ГТИ и МакНИИ (ВостНИИ).

Текущий прогноз выбросоопасности по акустической эмиссии горного массива

2.4.5. Основным информативным признаком при прогнозе выбросоопасных зон по акустической эмиссии (АЭ) горного массива являет­ся ее активность (Ń i )- общее число импульсов АЭ, зарегистриро­ванных звукоулавливающей аппаратурой за интервал наблюдения, при­веденное к единице времени. Активность АЭ в зависимости от интер­вала наблюдения может быть десятиминутной

(Ń i,₁₀), часовой (Ń i,ч) суточной (Ń i,с ), цикловой(Ń i,ц ).

Величина интервала наблюдения зависит от среднеарифметическо­го значения активности ( N ).

2.4.6. При расчете прогноза определяют среднеарифметическое значение активности на опорном интервале осреднения, сдвигающим­ся каждые сутки.

Опорным интервалом осреднения называется постоянное количест­во (m) активностей АЭ, принятых для данного забоя: m= 30 для очистных и 10 для подготовительных забоев.

_ m

Ńк = m^-1 ΣŃi , (2.13)

i=1

где Ńi- значения активности (Ń i,ч ; Ń i,с; Ń i,ц ), в том числе и нулевые. При использовании Ń i,ч к расчету принимают активность, зарегистрированную за часы, в которые в забое производилась ра­бота отбойным молотком или стругом, или комбайном, или сверлом по углю вне зависимости от продолжительности перечисленных ра­бот; при использовании Ń i,с, Ń i,ц к расчету принимают актив­ность, зарегистрированную за весь интервал определения.

Значение активности после очередного сдвига интервала осред­нения вычисляют по формуле

_ m m+1 n

Ńк+1 = m^-1 ( ΣŃi + ΣŃi – ΣŃi ) (2.14)

i=1 i=m+1 i=1

где n - число значений активности, на которой сдвигается опорный интервал. При использовании часовой активности n равно числу принятых к расчету активностей в технологических сутках; при ис­пользовании Ń и Ń i,ц n=1.

Вычисление Ń производят в конце каждых технологических су­ток (циклов) после очередного сдвига интервала осреднения.

2.4.7. Признаком входа забоя в опасную зону является регист­рация одного из двух возможных критериев: "двух точек" или "кри­тического превышения".

Критерий "двух точек" - это возрастание средней в двух по­следовательных интервалах осреднения активности, удовлетворяющее следующим условиям:

_ _ _

(Ńк+1 – Ńк / Ńк)*100 ³ q ³ c (2.15)

_ _

где q=5% при Ńк+1 ³ 10имп/ч (имп/сутки); q =10% при при Ńк+1 ≤ 10имп/ч (имп/сутки); с - уровень активности, ниже которого критерий "двух точек" не действует; с = 2 имп-ч (имя/сутки).

Критерий "критического превышения" должен удовлетворять сле­дующему условию:

_

Ńкр ³ р* Ńк (2.16)

_ _

где Ńкр - активность, при регистрации которой выдается прогноз "опасно"; р - коэффициент, зависящий от Ńк ; Р = 4 при Ń > 3,6 и

_

Р = 4,5 при Ń = 2 - 3,5 имп/ч (имп/сутки).

2.4.8. Если прогноз "опасно" был получен по критерию "двух точек", то он меняется на прогноз "неопасно" после понижения не менее

_

двух раз подряд средней активности на q и более процентов и подвигания забоя на 6 м после второго понижения Ńк (зона за-

паса, которая, как и опасная, отрабатывается с применением меро­приятий по предотвращению выбросов). Если в зоне запаса зарегистрировано критическое значение активности, начинается отсчет но­вой шестиметровой зоны запаса со следующих суток.

Если прогноз "опасно" был получен по критерию "критического превышения", то он меняется на прогноз "неопасно" после подвигания забоя на 6 метров.

Прогноз "неопасно" и разрешение на отмену профилактических мероприятий оформляют актом (форма 3.4).

Начало опасных зон, зон запаса и их окончание наносят на рабочий эскиз выработки (планшет).

2.4.9. При отсутствии наблюдений за АЭ горного массива в те­чение часа и более, если не были прекращены работы по углю в ра­диусе действия сейсмоприемника прогноз получают после набора но­вого опорного интервала осреднения и расчета трех значений Ńк .

В этом случае до набора опорного интервала величина Ńк может быть условно принята равной нулю. До получения прогноза работы по углю в забое должны вестись с выполнением противовыбросных мероприятий.

2.4.10. Регистрация импульсов АЭ осуществляется по методике, изложенной в приложении 9. Результаты наблюдений заносят в жур­нал регистрации АЭ (форма 3.5), расчет прогноза ведут в журнале (форма 3.6).

2.4.11. Способ и место установки сейсмоприемников, порядок перестановки и определения их радиуса действия указывают в пас-порте выемочного участка (проведения и крепления горных вырабо­ток) в разделе "Применение звукоулавливающей аппаратуры (ЗУА)" За радиус действия принимают расстояние, на котором сейсмоприемиик воспринимает колебания, вызванные контрольными ударами (или работой отбойного молотка, комбайна) с амплитудой, превышающей уровень фона более чем в 2 раза. Радиус действия сейсмоприемни-ков определяют при каждой его установке.

Для наблюдений за АЭ горного массива при очистных работах сейсмоприемник устанавливают впереди забоя в шпуре длиной не ме­нее 4 м. Расстояние от забоя до сейсмоприемника должно быть не менее 3 м и не более половины радиуса его действия. При отсут­ствии опережающих выработок допускается установка сейсмоприем­ника на элементы крепи.

Для наблюдений за АЭ в подготовительных выработках, проводи­мых взрывным способом, сейсмоприемник устанавливают в шпуре дли­ной не менее 2 м, пробуренном в угле, на расстоянии от забоя

5...20 м. Если по техническим причинам установка сейсмоприемника не представляется возможной, допускается его установка во вмещаю­щих породах в шпуре глубиной не менее I м на расстоянии от забоя 5...20 м.

Для наблюдений за АЭ в подготовительных выработках, проводи­мых комбайном, расстояние от шпура до забоя должно быть

20...40 м.

Установка сейсмоприемников должна осуществляться электрослесарем службы прогноза. Оператор группы сейсмопрогноза должен ежесменно в журнале регистрации отмечать расстояние от забоя до сейсмоприемника по информации сменного надзора эксплуатационного (подготовительного) участка и участка ВТБ.

Способы и схемы установки сейсмоприемников для конкретных условий разрабатывает и рекомендует ГО ДонУГИ, они должны быть вне сены в паспорт в разделе "применение ЗУА". Один раз в месяц результаты контрольного определения радиуса действия должны быть зарегистрированы на магнитной ленте и оформлены актом, утвержденным главным инженером шахты. Лента с записью сохраняется до следующего контрольного определения радиуса действия. Область и условия применения прогноза по АЭ, а также параметры алгоритма расчета прогноза (интервал наблюдения, Л/Ь/П1<;>;) ) для конкрет­ных горно-геологических и технологических условий могут уточнять­ся ГО ДонУГИ по имеющимся результатам контроля АЭ и должны ука­зываться в паспорте выемочного участка (подготовительного забоя).

На выбросоопасных пластах при комбайновом способе проведения выработок через каждые 30 м подвигания подготовительного забоя должка проводиться контрольная оценка выбросоопасности пласта по методике проведения разведочных наблюдений текущего прогноза в соответствии с п.п 2.4.12 - 2.4.13.

Текущий прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения из шпуров

2.4.12. С целью получения исходных данных для текущего про­гноза проводят разведочные наблюдения вне зоны геологического на­рушения (не ближе 25 м). В подготовительных выработках эти наблюдения включают измерения начальной скорости газовыделения gн из шпура глубиной 3,5 м, коэффициента крепости угля f и общей мощности пласта m в пяти циклах проходки (через 2 м). В очистных выра­ботках эти измерения проводят в пяти пунктах, расположенных равномерно по длине забоя.

Измерение начальной скорости газовыделения при разведочных наблюдениях производят при длине контрольного шпура 3,5 м диа­метром 42 мм. Бурение контрольного шпура при достижении 3,5 мет­ров приостанавливают, буровую штангу извлекают, в контрольный шпур вводят газозатвор и герметизируют измерительную камеру дли­ной 0,5 м. Измерительная камера должна располагаться вне зоны влияния способов предотвращения внезапных выбросов.

На герметизаторе устанавливают перфорированную насадку. Дли­на перфорированной насадки должна быть равна длине измерительной камеры.

С помощью расходомера, присоединенного к газозатвору, не поз­днее чем через 2 минуты после окончания бурения измеряют началь­ную скорость газовыделение.

Коэффициенты крепости угля измеряют прибором ПК-1 в шпуре глубиной 2 м.

Общую мощность пласта в подготовительных выработках замеря­ют в крайних точках забоя.

Проведение разведочных наблюдений не требуется в забоях вы­работок, которые начинают проводить от выработок, пройденных ранее в неопасных зонах, установленных текущим прогнозом. На ве­дение текущего прогноза в данном случае составляется акт.

На основании обработки результатов разведочных наблюдений должны быть получены исходные данные для текущего прогноза: мак­симальная величина начальной скорости газовыделения из шпуров gн.max , среднее арифметическое значение коэффициента крепости угля f_СP и мощности пласта mср , изменчивость коэффициента крепости угля Кf и мощности пласта Кm .

2.4.13. Если Кf < 20$; Кm < 10%; fср > 0,8 усл.ед., а gн. max при этом менее критического значения начальной скорос­ти гаpовыделения для каждого конкретного пласта ( q⁰_Н ), то забой подготовительной или очистной выработки проводился в процессе разведочных наблюдений в неопасной зоне. В данном случае в забое вводят текущий прогноз, а применяемые в выработке способы предот­вращения внезапных выбросов могут быть отменены. Это положение распространяется на забой при любых значения Кm , если

Кj < 20%, fср > I усл.ед.., а gн.max < q⁰_Н .

Критические значения начальной скорости газовыделения (q⁰_Н) зависят от марки угля и принимаются:

при V^daf менее 15% - 5 л/мин,

при V^daf от 15 до 20% - 4,5 л/мин

при V^{da f}от 20 до 30% - 4,0 л/мин

при V^daf свыше 30% - 4,5 л/мин

Выход летучих веществ ( V^daf ) определяют как средний по 10 пробам угля, отобранным в подготовительной выработке или в лаве на стадии разведочных наблюдений и оформляют актом, утвержденным главным инженером шахты.

Данные разведочных наблюдений заносятся в журнале по форме 3.7.

Разведочные наблюдения повторяют через каждые 250-300 м подвигания забоя выработки.

2.4.14. При текущем прогнозе опасных зон измерения начальной скорости газовыделения проводят в контрольном шпуре диаметром 43 мм на интервалах 1,5; 2,5; 3,5 м при измерительной камере 0,5 м. Шпуры необходимо бурить через каждые 2 м подвигания подготовительных выработок, в комбайновых нишах при работе по схе-ме лава-штрек и в нижних просеках крутых пластов при полевой подготовке и 2,5 м - в очистных забоях. На каждом интервале пе­ред измерением qн проверяется качество герметизации газовой камеры в соответствии с паспортом на комплект приборов для прогно­за.

2.4.15. В подготовительных выработках необходимо бурить два шпура на расстоянии 0,5 м от стенки выработки. Шпуры ориентиру­ют в направлении подвигания забоя.

В очистных выработках пологих b наклонных выбросоопасных пластов шпуры бурят в направлении подвигания выработки и распо­лагают на расстоянии 0,5 м от кутков ниш, а в остальной части лавы - через 10 м друг от друга.

При потолкоуступном очистном забое выбросоопасных крутых шестов шпуры бурят в кутках нижней печи и уступов на расстоя­нии 0,6 м от нависающего массива.

На угрожаемых пластах шпуры бурят: в лавах крутых и крутонаклокных пластов при потолкоуступном забое - в нижней третьей части этажа, а в лавах пологих и наклонных пластов - в нишах и против бутовых полос плюс 10 м. При подходе к геологическому на­рушению на расстояние 25 м, пересечении его и отходе от наруше­ния на расстоянии 25 м шпуры бурят через 10 м по длине очистного забоя на участке геологического нарушения и на расстоянии 10 м в обе стороны от границ геологического нарушения.

На выбросоопасных шахтопластах при подходе к геологическому нарушению, при пересечении которого вышележащими по пласту выра­ботками не происходили выбросы, не определялись опасные по прогно­зу зоны или зоны ПГД, шпуры бурят через 5 м по длине очистного забоя на участке геологического нарушения и на расстоянии 10 м по обе стороны от границ нарушения. Бурение шпуров осуществляют за 25 м до нарушения, при пересечении нарушения и при отходе от него на 25 м.

2.4.16. В зонах тектонических нарушений дизъюнктивного или пликативного характера, при переходе которых вышележащими по пласту выработками происходили выбросы или определялись опасные зоны8 а также в зонах повышенного горного давления, осложненных такими нарушениями, за 25 м до и после нарушения на выбросоопас­ных пластах текущий прогноз по начальной скорости газовыделения не проводят. При переходе очистными и подготовительными выработ­ками указанных зон должны применять способы предотвращения выбро­сов или взрывные работы в режиме сотрясательного взрывания.

2.4.17. Зона относится к опасной, если хотя бы в одном из ин­тервалов контрольного шпура замерена начальная скорость газовыделения равная q°н и более. Размер опасной зоны в лавах ограничива­ют по падению-восстанию (или простиранию) соседнимл шпурами, в которых измеренная скорость газовыделения менее q°_Н .

В опасной зоне работы по проведению выработки должны быть прекращены. Дальнейшее проведение выработок разрешается с приме­нением способов предотвращения внезапных выбросов угля к газа и выполнением мероприятий по обеспечению безопасности работающих.

На угрожаемых пластах, если прогнозом установлена опасная зона, производят ее экспертную оценку с участием МакНИИ.

2.4.18. Выход из опасной зоны, в которой применяют способы предотвращения внезапных выбросов, осуществляют после контрольных наблюдений, которые проводят по методике разведочных наблюдений в границах опасной зоны в пяти циклах проведения подготовитель­ной выработки или в двух циклах выемки угля в лаве. Если будет установлено, что в этих циклах проходки (выемки) показатели изме­нения мощности пласта Кm < 15% и коэффициента крепости угля Kf < 20%, а qн.max <q°_Н , то делается заключение, что забой выра­ботки вошел в неопасную зону. Это положение распространяется так­же для уточнения результатов сейсмоакустического прогноза.