PL159245B1 - Sposób i uklad do okreslania stanu zagrozenia tapaniami rejonu górniczego w kopalni PL - Google Patents

Abstract

1 .S p o só b okreslania stanu zagrozenia tapaniam i r ejonu górniczego w kopalni, znamienny tym, ze przed frontem eksploatacji górniczej, kilkaset m etrów od tego frontu w ociosach (9) badanego górotw oru (1) wierci sie w znany sposób otw ory (2) na glebokosc powyzej 30 m w odleglosci od siebie nie mniejszej niz 50 m i w tych otw o- rach instaluje sie rury pom iarow e (3), które uszczelnia sie izolacja (4) lu b /i sondy (20) izolowane pierscieniami izo- lacyjnym i (22) w odleglosci okolo 0,5 m od dna otw oru (2), oddzielajac w ten sposób atm osfere tak uzyskanej kom ory pom iarow ej od atm osfery kopalni (10), a wyjscia rur pom iarow ych laczy sie herm etycznie z osadnikam i plynu (5) i posobnie z m ikrom anom etram i (6) i nastepnie ze zbiornikam i bazow ym i (7), o znanym cisnieniu, z zaw oram i odcinajacym i (8), przy czym zmiany cisnienia gazów istniejacych w badanym górotw orze (1) okresla sie w stosunku do znanego cisnienia stalego i prow adzi pom iary w sposób cykliczny lu b /i ciagly, a zm ierzone wielkosci zm ian cisnienia, zwlaszcza ich gradienty w zro- stu lub spadku, pozw alaja na okreslenie stanu zagrozenia i prognozow anie jego wystapienia. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zm iany cisnienia wyznacza sie w co najm niej dwóch obszarach kom ory pom iarow ej, traktujac jedna z nich jako kontrolna. Fig.1 . PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni w oparciu o pomiary zmian ciśnienia gazów istniejących w badanym górotworze, a zwłaszcza gradientów ich wzrostu i spadku.

Znane i istniejące obecnie sposoby i próby określania stanu zagrożenia tąpaniami są oparte na różnorodnych przejawach izjawiskach występujących w górotworze w trakcie eksploatacji górniczej. Mają one jak dotychczas bardziej charakter poznawczy niż użytkowy i obejmują metody wiercenia otworów kontrolnych, obserwacji zjawisk zachodzących w wyrobiskach górniczych, określania energetycznego wskaźnika skłonności skał do tąpań, metody sejsmoakustyczne i sejsmologiczne, a także metody geoelektryczne i szereg innych.

Niedogodnościami technicznymi tych metod jest wysoki stopień komplikacji, wysoki koszt aparatury i samych badań, oraz konieczność zatrudniania osób o wysokich kwalifikacjach. Otrzymywane wyniki najczęściej pochodzą z badań punktowych i nie są uśrednione.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób i układ do określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni.

159 245

Sposób polega na tym, że przed frontem eksploatacji górniczej, kilkaset metrów od tego frontu w ociosach badanego górotworu wierci się w znany sposób otwory na głębokość powyżej 30 m, sytuując te otwory w odległości od siebie nie mniejszej niż 50 m. W tych otworach instaluje się rury pomiarowe, które uszczelnia się izolacją, lub też sondy izolowane pierścieniami izolacyjnymi w odległości około 0,5 m od dna otworu. Oddziela się w ten sposób uzyskaną komorę pomiarową od atmosfery kopalni. Wyjścia rur pomiarowych łączy się hermetycznie z osadnikami płynu i posobnie z mikromanometrami i następnie ze zbiornikami bazowymi o stałym ciśnieniu, posiadającymi zawory odcinające. Zmiany ciśnienia gazów istniejących w badanym górotworze, określa się w stosunku do znanego ciśnienia stałego i prowadzi pomiary w sposób cykliczny oraz ciągły. Zmierzone wielkości zmian ciśnienia, zwłaszcza ich gradienty wzrostu lub spadku pozwalają na określenie stanu zagrożenia tąpaniami i prognozowanie jego wystąpienia. Zmiany ciśnienia w gazach wyznacza się w co najmniej dwóch obszarach komory pomiarowej, traktując jedną z nich jako kontrolną.

Układ do określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni, składa się z komory pomiarowej, utworzonej w otworze wiertniczym w odległości około 0,5 m od dna otworu, uzyskanej przez uszczelnienie rury pomiarowej izolacją w tym otworze, jak również poprzez wprowadzenie do otworu sondy, która jest sztywną rurą obustronnie zamkniętą i której korpus ma na zewnętrznej pobocznicy co najmniej cztery elastyczne pierścienie w postaci podatnych na rozpompowanie powietrzem poduszek gumowych. Do każdego pierścienia jest doprowadzony przewód. Ponadto, poprzez wnętrze korpusu jest poprowadzony pierwszy przewód pomiarowy, zakończony filtrem na zewnętrznej ścianie czołowej korpusu. Drugi przewód pomiarowy jest wyprowadzony na zewnątrz pobocznicy korpusu, najkorzystniej w jego obszarze środkowym. Rury pomiarowe oraz przewody pierwszy i drugi są wyprowadzone na zewnątrz otworu wiertniczego i połączone hermetycznie z osadnikami płynu i posobnie z mikromanometrami, oraz zbiornikami bazowymi o stałym ciśnieniu. Osadniki posiadają zawory odcinające i są wyposażone we wskaźniki poziomu płynu.

Sposób i układ według wynalazku posiadają szereg istotnych zalet. Pozwalają na określanie stanu zagrożenia tąpaniami w badanym rejonie kopalni przy pomocy prostej i bardzo taniej aparatury. Otrzymane wyniki są wielkościami uśrednionymi i dotyczą znacznej objętości badanego górotworu, rzędu tysięcy m³, co pozwala na otrzymywanie wyników bardziej reprezentatywnych w stosunku do innych sposobów wykorzystujących pomiary punktowe. Badania prowadzone zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem dają wyniki bezpośrednio po dokonaniu pomiaru i są bardzo tanie. Nie wymagają również zatrudniania wysoko kwalifikowanej obsługi.

Sposób i układ według wynalazku jest bliżej objaśniony i zilustrowany rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu pomiarowego zmian ciśnienia gazów znajdujących się w badanym górotworze, a fig. 2 schematyczny przekrój sondy pomiarowej, w przykładzie zastosowania.

W rejonie górniczym kopalni, około 350 m przed frontem eksploatacji górniczej w badanym górotworze 1 z ociosów 9, wierci się otwory 2, skośnie ku górze dla odpływu wody, na głębokość powyżej 30 m i w odległości od siebie co około 50 m. Do otworów 2 wprowadza się sztywne lub giętkie rury pomiarowe 3 na głębokość około 0,5 m od dna otworu 2. Rurę tą izoluje się izolacją 4, którą stanowi żywica syntetyczna lub masa bitumiczna zatłoczona pomiędzy ścianki rury 3 i otworu 2. Powstaje w ten sposób komora pomiarowa, której atmosfera jest odizolowana od atmosfery kopalni 10. Korzystnym jest aby górotwór w miejscu usytuowania komory pomiarowej posiadał odpowiednią.szczelność. Komorę pomiarową uzyskuje się również poprzez wprowadzenie do otworu 2 sondy 20 i rozpompowanie pierścieni uszczelniających. Wyprowadzone z komory pomiarowej rury 3, jak również pierwszy przewód pomiarowy 25 i drugi przewód pomiarowy 27 z sondy 20 posiadające zawory odcinające 24, łączy się z wejściem osadnika płynu 5, a następnie, posobnie z mikromanometrem pochyłym 6 typu MPR-3 i zbiornikiem bazowym 7 o znanym stałym ciśnieniu, w stosunku do którego są określane ciśnienia w gazach znajdujących się w badanym górotworze 1. Pomiary zmian ciśnienia w gazach prowadzi się w sposób cykliczny lub ciągły, korzystnie z rejestracją automatyczną wyników. Na podstawie tych wyników, zwłaszcza gradientów wzrostu i spadku określa się stopień zagrożenia tąpaniami, jak również prognozuje możliwość ich wystąpienia w badanym rejonie górniczym w kopalni.

159 245

Układ do określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni składa się z komory pomiarowej utworzonej w otworze wiertniczym 2 poprzez uszczelnienie rury pomiarowej 3 izolacją 4, która jest wyprowadzona na zewnątrz ociosu 9, jak również tworzy ją wprowadzona do otworu 2 sonda 20, która jest sztywną rurą obustronnie zamkniętą i której korpus 21 ma na zewnętrznej pobocznicy cztery elastyczne pierścienie 22 w postaci podatnych na rozpompowanie powietrzem poduszek gumowych. Do każdego pierścienia jest doprowadzony przewód 23, zakończony zaworem. Poprzez wnętrze korpusu jest poprowadzony pierwszy przewód pomiarowy 25, zakończony filtrem 26 na zewnętrznej ścianie czołowej korpusu 21. Drugi przewód pomiarowy 27 jest wyprowadzony na zewnątrz pobocznicy korpusu 21 w jego obszarze środkowym, przez co uzyskuje się drugą komorę pomiarową do pomiarów kontrolnych. Wyprowadzone na zewnątrz otworu 2 przewody pomiarowe posiadają zawory odcinające. Wyjścia rury pomiarowej i przewodów pomiarowych są łączone hermetycznie z wejściem osadnika płynu 5, który jest przeźroczysty lub posiada wskaźnik poziomu płynu w osadniku. Wyjście osadnika płynu 5 jest połączone poprzez mikromanometr pochyły 6 typu MPR-3 z wyjściem zbiornika bazowego 7 o stałym ciśnieniu, posiadającym na wejściu zawór odcinający 8.

Fig. 1.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni, znamienny tym, że przed frontem eksploatacji górniczej, kilkaset metrów od tego frontu w ociosach (9) badanego górotworu (1) wierci się w znany sposób otwory (2) na głębokość powyżej 30 m w odległości od siebie nie mniejszej niż 50 m i w tych otworach instaluje się rury pomiarowe (3), które uszczelnia się izolacją (4) lub/i sondy (20) izolowane pierścieniami izolacyjnymi (22) w odległości około 0,5 m od dna otworu (2), oddzielając w ten sposób atmosferę tak uzyskanej komory pomiarowej od atmosfery kopalni (10), a wyjścia rur pomiarowych łączy się hermetycznie z osadnikami płynu (5) i posobnie z mikromanometrami (6) i następnie ze zbiornikami bazowymi (7), o znanym ciśnieniu, z zaworami odcinającymi (8), przy czym zmiany ciśnienia gazów istniejących w badanym górotworze (1) określa się w stosunku do znanego ciśnienia stałego i prowadzi pomiary w sposób cykliczny lub/i ciągły, a zmierzone wielkości zmian ciśnienia, zwłaszcza ich gradienty wzrostu lub spadku, pozwalają na określenie stanu zagrożenia i prognozowanie jego wystąpienia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zmiany ciśnienia wyznacza się w co najmniej dwóch obszarach komory pomiarowej, traktując jedną z nich jako kontrolną.

3. Układ do określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni, znamienny tym, że składa się z komory pomiarowej utworzonej w otworze wiertniczym (2), w odległości około 0,5 m od dna otworu, a uzyskanej przez uszczelnienie rury pomiarowej (3) izolacją (4) w tym otworze, lub/i poprzez wprowadzenie do otworu (2) sondy (20), która jest sztywną rurą obustronnie zamkniętą i której korpus (21) ma na zewnętrznej pobocznicy co najmniej cztery elastyczne pierścienie (22) w postaci podatnych na rozpompowanie powietrzem poduszek gumowych, a do każdego pierścienia jest doprowadzony przewód (23), ponadto, poprzez wnętrze korpusu (21), jest poprowadzony pierwszy przewód pomiarowy (25), zakończony filtrem (26) na zewnętrznej ścianie czołowej korpusu (21), a drugi przewód pomiarowy (27), jest wyprowadzony na zewnątrz pobocznicy korpusu (21), najkorzystniej, w jego obszarze środkowym, podczas gdy rury pomiarowe (3), lub/i przewody pomiarowe pierwszy (25) i drugi (27) są wyprowadzone na zewnątrz otworu (2) i połączone hermetycznie z osadnikami płynu (5) i posobnie z mikromanometrami (6), oraz zbiornikami bazowymi (7) o stałym ciśnieniu, posiadającymi zawory (8), a osadniki płynu (5) są wyposażone we wskaźniki poziomu tego płynu.