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

Значение показателей Кf и Кm в процентах вычисляют по фор­мулам:

_

Кf =( (fcp - fk) / fcp)*100%, (2.17)

_

Кm =( (mcp - mk) / mcp)*100%, (2.18)

_

где fcp, fк - средние значения коэффициента крепости угля со­ответственно на участках разведочных (в неопасной зоне) и конт­рольных

_

наблюдений; mcp, mk - средние значения мощности пласта соответственно на участках разведочных наблюдений (в неопасной зоне) и контрольных наблюдений.

Данные контрольных наблюдений заносят в журнал по форме 3.7.

Текущий прогноз выбросоопасности по начальной скорости

газовыделения и выходу бурового штыба

12.4.19. Контрольный шпур бурят с остановками после окончания бурения каждого интервала. Длина первого интервала составляет

0,5 м, а всех последующих -1м. Первый интервал шпура бурят диа­метром 55мм для установки в нем штыбомера; второй интервал и по­следующие - диаметром 42 мм через канал штыбомера. Продолжитель­ность "бурения второго и каждого последующего интервалов должна составлять 2 мин.

Если интервал шпура пробурен за более короткий промежуток времени, то несмотря на отсутствие признаков зажима бурового ин­струмента сверло не выключают и продолжают бурение указанного ин­тервала до тех пор, пока от начала его бурения пройдет 2 мин.

При бурении второго и последующих интервалов с помощью шты­бомера измеряют выход бурового штыба 5 (л/м). После окончания бурения второго и последующих интервалов измеряют начальную ско­рость газовыделения qн(л/мин.м). За начальную принимают скорость гааовыделения, измеренную через 2 мин после окончания бурения интервала. Давление распора манжеты герметизатора должно состав­лять не менее 2 кгс/см² .

При измерении начальной скорости газовыделения со второго и последующих интервалов штыбомер извлекают из шпура.

После окончания наблюдений по максимальным значениям началь­ной скорости газовьщеления и выхода бурового штыба по длине каж­дого шпура определяется показатель выбросоопасности.

2.4.20. Показатель выброооопасности зоны R определяют по

формуле:

R = (Smax - 1,8)/(qн.max - a) - b (2.19)

где a = 5 - для Воркутинского месторождения; а = 4 - для осталь­ных бассейнов и месторождений восточных районов; b = 21 - для Воркутинского месторождения; b = 6 - для остальных бассейнов и месторождений восточных районов.

При R < 0 зона пласта является неопасной, а при R > 0 допол­нительно производят оценку выбросоопасности по динамике газовыделения во времени.

На интервале контрольного шпура, где получено R 0, спустя 5 мин после измерения начальной скорости газовыделения (qн ) из­меряют величину скорости газовьщеления qt5 .

При qt5/qн > 0,65 зона пласта является невыбросоопасной, при qt5/qн < 0,65 зону пласта относят к выбросоопасной.

Учитывают наибольшее значение показателя R , полученное по двум контрольным шпурам, пробуренным из одного положения забоя выработки. Результаты наблюдений и расчетов заносят в журнал (форма 3.8).

По нисходящим контрольным шпурам можно оценивать выбросоопасность только по начальной скорости газовыделения без замеров вы­хода бурового штыба. Зона считается опасной при qн.max > 6 л/мин.м, а при qн.max < 6 л/мин.м - неопасной.

2.4.21. Контрольные шпуры длиной 5,5 м бурят через каждые 4 м подвигания забоя ручным сверлом с использованием составных буровых штанг из витой стали.

Если контрольные шпуры на указанную глубину пробурить не уда­ется, допускается (по согласованию с ВостНИИ) сокращение длины контрольных шпуров при остаточной их длине не менее 1,5 м.

2.4.22. При проведении штрека по крутому, крутонаклонному или наклонному пласту один контрольный шпур бурят горизонтально по оси выработки, а второй - под углом в сторону восстания плас­та с выходом на 1,5 м выше контура штрека.

При проведении наклонной выработки (уклона, ската, печи и др.) или штрека по пологому пласту контрольные шпуры бурят в бо­ка за контур выработки с таким расчетом, чтобы концы шпуров рас­полагались на расстоянии 2м от контура выработки. Устья шпуров

необходимо располагать на расстоянии 0,5 м от стенок выработки. При проведении наклонной выработки или штрека по нижнему слою мощного пологого пласта один контрольный шпур бурят по оси выра­ботки, а второй - с подъемом в сторону кровли пласта с выходом на 1,5 м выше контура выработки. При проведении наклонной выра­ботки или штрека по верхнему слою мощного пологого пласта второй контрольный шпур бурят с наклоном в сторону почвы пласта с выхо­дом на 1,5 м ниже контура выработки.

При проведении наклонной выработки сверху вниз по крутому, крутонаклонному или наклонному мощному пласту один контрольный шпур бурят по оси выработки, а второй - под углом в сторону кров­ли пласта при проведении выработки по нижнему слою или под углом в сторону почвы пласта при проведении выработки ко верхнему слою. Конец второго шпура располагают на 1,5 м соответственно выше или ниже контура выработки.

При проведении наклонной выработки сверху вниз по крутому, крутонаклонному или наклонному пласту средней мощности шпуры бу­рят в бока выработки на расстоянии 0,5 м от ее стенок с выходом на 2 м за контур выработки.

2.4.23. Текущий прогноз не осуществляют и зоны считаются не­опасными:

- в выработках на уровне вентиляционного штрека под вырабо­танным пространством вышележащего этажа;

- в нижней спаренной горизонтальной выработке на крутых плас­тах, если ее проводят с отставанием от забоя верхней на 6 м и бо­лее и расстояние между выработками по падению пласта не превыша­ет 6 м, а также в сбойках между такими выработками (по согласова­нии с ВостНИИ);

- при проведении подэтажных штреков под защитой выработанно­го пространства вышележащего этажа при разработке пластов диете- мой подэтажной гидроотбойки угля с высотой этажа не более 10 м;

- в выработках на крутых и крутонаклонных пластах на расстоя­нии 50 м по падение пласта от выработанного пространства вышеле-

жащего этажа, после отработки которого прошло 5 лет и более.

2.4.24. В условиях Карагандинского бассейна определение про­тяженности неопасных зон, расположенных вблизи ранее выработанно­го пространства вышележащего горизонта или ранее проведенной вы­работки, осуществляют по методике ВостНИИ.

2.4.25. Контрольные шпуры не бурят и зоны пластов считают не­опасными при отсутствии в забое выработки пачек угля нарушенной структуры (см. табл. 2.4 и рис. 2.2) мощностью 0,2 м и более и при отсутствии в забое пачек угля указанной мощности прочностью

q < 75 условных единиц (см. п. 2.3.15). Наличие (отсутствие) таких пачек контролируют через каждые 4 м подвигания забоя.

2.5. Контроль эффективности способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа

2.5.1. Контроль эффективности применения способов предотвра­щения внезапных выбросов угля и газа в Донецком бассейне осущест­вляют по динамике начальной скорости газовыделения из контроль­ных шпуров (газодинамике). Для региональных способов, основанных на увлажнении с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ), - по содержанию физически связанной воды, определяемому по методи­ке ДонФТИ АН УССР.

Контроль эффективности применения способов предотвращения вне­запных выбросов угля и газа на шахтах восточных и северных бассей­нов и месторождений (кроме гидровымывания опережающих полостей, регулируемого гидроотжима и увлажнения) осуществляют в соответст­вии с методикой текущего прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения и выходу бурового штыба из шпуров.

2.5.2. При контроле эффективности применения способов предот­вращения внезапных выбросов угля и газа по газодинамике в подго­товительных выработках, нижних печах и кутках уступов лав на кру­тых пластах и в нишах лав на пологих пластах при системе разра­ботки лава-штрек контрольные шпуры располагают на расстоянии до 0,5 м от кутков и ориентируют их по ходу движения забоя или па­раллельно скважинам, через которые осуществляется предотвращение внезапных выбросов. При этом расстояние от контрольных до ближай­ших шпуров (скважин), пробуренных при выполнении способов предот­вращения внезапных выбросов, должно быть не менее 0,4 м по всей их длине. Для этого контрольные шпуры и скважины располагают по разным угольным пачкам или смещают по мощности пласта. При при менении разгрузочных пазов контрольные шпуры бурят параллельно пазам на расстоянии 1,0-1,5 м от паза.

В очистных выработках на пологих, наклонных, крутых и круто­наклонных пластах шпуры бурят в направлении подвигания забоя и располагают их между скважинами (нагнетательными или опережающи­ми) или на расстоянии не более 10 м один от другого по всей дли­не лавы.

При контроле эффективности разгрузочных пазов, щелей и гидроотжима контрольные шпуры бурят на глубину, не превышающую глубину пазов, щелей или шпуров для гидроотжима.

2.5.3. Для контроля эффективности по газодинамике из забоя вы­работки бурят контрольные шпуры диаметром 42 мм по наиболее выбросоопасной (нарушенной) пачке угля мощностью не менее 0,2 м. Если в пласте имеется две пачки угля одинакового типа, то шпуры бурят только по пачке большой мощности.

Измерения начальной скорости газовыделения производят через каждые 0,5 м по длине контрольного шпура. Бурение контрольного шпура при достижении глубины I м, а затем через 0,5 м на интер­валах 1,5 м, 2 м и т.д. приостанавливают, буровую штангу извле­кают, в контрольный шпур вводят газозатвор и герметизируют изме­рительную камеру длиной 0,2 м.

Надежность герметизации проверяют попыткой извлечения газозатвора. Если он не перемещается по шпуру, герметизацию считают надежной.

С помощью расходомера, присоединенного к газозатвору, не поз­днее чем через 2 мин после окончания бурения данного интервала измеряют начальную скорость газовыделения. Измерение начальной скорости газовыделения прекращают на интервале, на ко­тором она снижалась по сравнению с начальной скоростью газовыделения, измеренной на предыдущем интервале. Если при измерении начальной скорости газовыделения снижение ее не обнаружено, то глубина шпуров не должна превышать 4 м. Если на каком-либо интер­вале бурения не удалось выполнить измерения в установленное время и обнаружено уменьшение скорости газовыделения по сравнению с предыдущим замером, то должен быть пробурен дополнительный контроль­ный шпур. Расстояние от него до ранее пробуренного контрольного щура должно быть не менее 0,3 м. Результаты замеров заносят в журнал (форма 3.9).

2.5.4. По результатам поинтервальных измерений газовыделения разгруженной зоной пласта является его призабойная часть до конца интервала, на котором увеличение скорости газовыделения (если она по абсолютной величине не менее 0,8 л/мин) сменяется уменьше­нием. При максимальной скорости газовыделения до 0,8 л/мин зона разгрузки считается равной длине шпура плюс I м. Если скорость газовыделения равна или превышает 0,8 л/мин и нет ее падения - зона разгрузки считается равной длине шпура плюс 0,5 м.

Если пробурить шпур на длину очередного интервала не удается либо герметизатор не досылается на необходимую глубину, либо гер­метизация ненадежна, величину зоны разгрузки принимают равной глу­бине предыдущего интервала измерения.

2.5.5. При контроле эффективности по динамике газовыделения способ предотвращения внезапных выбросов угля и газа считается эффективным, если после его выполнения величина зоны разгрузки превышает глубину вынимаемой полосы угля за цикл не менее чем на 1,3 м.

В случае, если глубина выемки за цикл больше величины зоны разгрузки или неснижаемое опережение менее 1,3 м, работы по выем­ке угля в выработке должны быть прекращены.

Возобновление работ в забое возможно после: повторного выпол­нения, способа и установления его эффективности; временной остановки работ по углю и повторного контроля величины безопасной зоны разгрузки; полного пересмотра мероприятий по предотвращению выбросов и их выполнения,

2.5.6.Для определения величины зоны разгрузки около подгото­вительной выработки при сплошных и столбовых системах разработки угольных пластов (за исключением антрацитов) контрольные шпуры бурят из выработки в ее стенку через 10 м друг от друга.

2.5.7. В очистных выработках пологих и наклонных пластов (кроме ниш, не примыкающих к выработанному пространству), в кото­рых под действием горного давления при управлении кровлей полным обрушением происходит интенсивный отжим и дегазация краевой час­ти пласта, по согласованию с МакНИИ разрешается вести выемку угля узкозахватными комбайнами по односторонней схеме или стругами без применения прогноза и противовыбросных мероприятий с опреде­лением зоны разгрузки по динамике газовыделения.

2.6. Оценка выбросоопасности зон (участков) шахтопласта,

примыкающих к ранее отработанным этажам (лавам)

2.6.1. На шахтах Донбасса при ведении горных работ на выбросоопасных шахтопластах верхнюю часть этажа, примыкающую к выра­ботанному пространству предыдущих этажей, допускается разрабаты­вать как в невыбросоопасной зоне на участках, размеры которых по падению определяют в зависимости от глубины верхней части нового (очередного) этажа (Н, м) и времени (Т, лет), прошедшего после отработки запасов предыдущего этажа, по формулам:

L_P1 = 17,2 - (10/T) для H<800м (2,20)

L_P2 =29,3 - (19,4/T) для Н>800м. (2.21)

Время отработки вышележащего этажа и рассчитанную длину зо­ны разгрузки по падению L_P, округляют в сторону меньшего целого числа. Если время, прошедшее после отработки вышележащего эта­жа, менее одного года, способ не применяют.

2.6.2. По мере подвигания лавы, включая посадку пород основ­ной кровли, на участке L_P, противовыбросные мероприятия отменяют и вводят контроль размера зоны разгрузки по динамике газовыделения.

Контрольные шпуры бурят на одинаковом, но не более 10 м , расстоянии друг от друга по падению таким образом, что последний контрольный шпур должен располагаться на уровне L_P.

2.6.3. В лавах крутых пластов при потолкоуступной форме за­боя измерения должны производить во внутренних углах уступов на расстоянии от них не более одного метра. Высота уступов в период измерений не должна превышать 10 м.

В случае, когда L_P не кратно высоте уступа, последний конт­рольный шпур бурят во внутреннем углу следующего уступа, т.е. на расстоянии больше L_P.

2.6.4. Контрольные шпуры бурят по мере подвигания лавы на расстояние не менее 50 м. Каждый очередной цикл измерений произ­водят после подвигания лавы на безопасную величину, установлен­ную по динамике газовыделения ь предыдущем измерительном цикле, общее число которых должно быть не менее 30.

Расстояние между контрольными шпурами по мере подвигания ла­вы сохраняют, что формирует ряды шпуров.

2.6.5. По каждому из рядов контрольных шпуров рассчитывают среднюю суммарную начальную скорость газовыделения по формуле:

q =(Σq₁+Σq₂+...Σq_K) /М (2.22)

где 1,2..., к - интервалы измерения начальной скорости газовыде­ления в контрольном шпуре до интервала ее падения. Расчет произ­водится по результатам поинтервальных измерений газовыделения до того интервала, в котором число падений гаэовыделения составит более 15%; М - число циклов измерений.

2.6.6. Участок Lр , рассчитанный по формуле (2.20) или (2.21), относят к невыбросоопасной зоне, если за весь период измерений из контрольных шпуров в пределах участка Lр безопасная глубина выемки ни разу не окажется менее выемочного цикла, а средняя суммарная начальная скорость гаэовыделения из шпуров, пробурен­ных на расстоянии менее Lр от выработанного пространства вышеле­жащего этажа, возрастает в направлении от выработанного простран­ства по падению пласта к Lр.