PL104782B1 - Sposob wyznaczania stopnia i zasiegu nawodnienia pokladu wegla - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania stopnia i zasiegu nawodnienia pokladu wegla.

Nawadnianie poprzez system otworów wierconych w weglu powoduje zmiane jego parametrów fizyko-mechanicznych i przez to zmniejszenie sklonnosci wegla do kumulowania energii. Efektem tego procesu jest zmniejszenie zagrozenia naglym wyladowaniem sie skumulowanej energii w postaci tapniecia. Nawadnianie jest prowadzone badz do momentu zniszczenia struktury wegla i wylewu tloczonej pod wysokim cisnieniem cieczy do sasiedniego otworu badz tez do czasu wyplyniecia cieczy z uszczelnionego otworu nawadniajacego.

Znajomosc zasiegu stref nawodnionych oraz stopnia nawodnienia pokladu wegla ma duze znaczenie w praktyce górniczej. Niewlasciwe nawodnienie badz pozostawienie pewnych partii pokladu wegla nienawodnionych w ogóle, przyczynia sie bardzo czesto do akumulacji naprezen wlasnie w tych miejscach. Te partie pokladu staja sie pózniej bardzo niebezpieczne w aspekcie wystepowania tapan.

Znany jest sposób oceny efektywnosci nawadniania, polegajacy na laboratoryjnym pomiarze parametrów fizyko-mechanicznych próbek pobranych w nawadnianym pokladzie wegla. Otrzymane tym sposobem wyniki sa niedokladne i dotycza tylko wybranej wycinkowo partii pokladu w najblizszym otoczeniu pobieranej próbki.

Powyzsze wady i niedogodnosci zostaly usuniete za pomoca sposobu umozliwiajacego pomiar „in situ" zmian zachodzacych w pokladzie wegla w procesie nawadniania, z wykorzystaniem metody przeswietlan sejsmicznych badanej partii pokladu za pomoca fal o energii kanalowej w pokladzie, bedacych wynikiem interferenqi konstruktywnej fal plaskich wielokrotnie odbitych i zalamanych na granicy kontaktu wegiel-skaly plonne.

Istota wynalazku polega na tym, ze wspomniane fale generuje sie i rejestruje najpierw przed planowanym nawodnieniem partii pokladu, a nastepnie co najmniej jeden raz w trakcie nawadniana, najkorzystniej bezposrednio przed zniszczeniem struktury wegla. Po wykonaniu tych czynnosci, fale o energii kanalowej w pokladzie generuje sie i rejestruje jeszcze raz po zakonczeniu procesu nawadniania, analizujac zmiane predkosci i pochlaniania fal okreslajaca stopien i zasieg nawadniania.

Sposób wedlug wynalazku umozliwia dokladna ocene stopnia nawodnienia pokladu oraz dokladne2 104 782 wyznaczenie zasiegu stref nawodnionych, poprzez wykorzystanie zwiazku pomiedzy predkoscia propagacji, czyli predkoscia rozchodzenia sie fal i ich absorpcja, a zmiana wartosci gestosci akustycznych wegla i skal otaczajacych w wyniku nawadniania pokladu. Sposób ten pozwala takze na zoptymalizowanie geometrii nawadniajacych otworów w zaleznosci od konkretnych warunków górniczych. Koncowym efektem zastosowania sposobu wedlug wynalazku jest prawidlowa ocena skutecznosci srodków profilaktycznych, majacych na celu podniesienie stopnia bezpieczenstwa pracy zalóg pod ziemia w aspekcie wystepowania tapan.

Przedmiot wynalazku zostanie szczególowiej przedstawiony w przyklac owym zastosowaniu ponizej.

Sposób oceny efektywnosci nawadniania jest oparty na bazie sejsmicznych pomiarów „in-situ". Pomiary wykonuje sie przeswietlajac parokrotnie nawadniana partie górotworu falami o energii kanalowej w pokladzie, przed, w trakcie nawadniania i po jego zakonczeniu. Najprostszy a jednoczesnie dajacy najwiecej informacji wariant metodyczny przy stosowaniu tego sposobu stanowi przeswietlanie miedzyotworowe, badz pomiedzy otworem a ociosem wyrobiska. Zarówno w jednym jak i w drugim przypadku pomiary wykonuje sie przesuwajac odbiornik drgan wzdluz otworu o okreslone interwaly odleglosciowe. Mozliwe jest takze stosowania wariantu z przesuwajacym sie wzdluz otworu nadajnikiem. Znajac polozenie nadajników i odbiorników drgan w pokladzie okresla sie drogi przebiegu promieni sejsmicznych. Natomiast na podstawie znajomosci czasu przebiegu fal sejsmicznych okresla sie srednia wartosc predkosci tych fal.

Nawodnienie pokladu zmienia jego wlasnosci sprezysto-mechaniczne, powodujac zmiane predkosci fal sejsmicznych. Proces nawadniania jest zwiazany z hydraulicznym szczelinowaniem osrodka na skutek duzego cisnienia wtlaczanej wody. Istnieja takie rodzaje fal, których predkosc zalezy silnie od stopnia nawodnienia osrodka, jak równiez rodzaje fal sejsmicznych, których predkosc nie zalezy od zawodnienia, wzglednie zaleznosc ta jest o rzad niniejsza, na przyklad predkosc przestrzennej fali podluznej w piaskowcu o przecietnej porowatosci po nawodnieniu wzrasta o 10 do 20%. Dla i tych samych warunków predkosc fali poprzecznej maleje maksymalnie o 2% lub zachowuje wartosc stala. Fale o energii kanalowej w pokladzie sa wynikiem interferencji fal podluznych i poprzecznych, a tym samym ich predkosci beda odzwierciedlaly zmiany nawodnienia oraz stopnia zeszczelinowacenia osrodka. Przez analize predkosci róznych grup fal pokladowych mozna rozdzielac zmiany nawodnienia od efektu zeszczelinowania, jak równiez zmiany które zaszly w pokladzie wegla od zmian w bezposrednim otoczeniu pokladu.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wyznaczania stopnia i zasiegu nawodnienia pokladu wegla, z wykorzystaniem metody przeswietlan sejsmicznych „in situ" badanej partii pokladu za pomoca fal o energii kanalowej w pokladzie, znamienny tym, ze fale generuje sie i rejestruje najpierw przed planowanym nawodnieniem partii pokladu wegla, a nastepnie co najmniej jeden raz w trakcie nawadniania, najkorzystniej bezposrednio przed zniszczeniem struktury wegla, po czym fale generuje sie i rejestruje jeszcze raz po zakonczeniu procesu nawadniania, analizujac zmiane predkosci i pochlaniania wspomnianych fal okreslajaca stopien i zasieg nawodnienia. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl