PL159775B1 - Sposób okreslania stanu zagrozenia tapaniami rejonu górniczego w kopalni PL - Google Patents

Abstract

Sposób okreslania sta n u zagrozenia tapaniam i rejonu górniczego w kopalni, przy wykorzystaniu otwo- rów wiertniczych w badanym górotworze, znamienny tym. ze otwory wiertnicze (2) wykonuje sie z ociosów wyrobisk górniczych (9) n a glebokosc od 10 do 30m, skosnie ku górze, sytuujac je w odleglosci okolo 200m przed frontem eksploatacji górniczej i wprowadza do nich rurki pomiarowe (3 ) lu b /i sondy z uszczelnieniami ( 4 ) , które oddzielaja atmosfere czesci otworów poza uszczelnieniami od atmosfery kopalni ( 10) w których to czesciach wytwarza sie odpowiednie cisnienia i mierzy czas jaki uplywa do m om entu wyrównania sie tego cisnienia z cisnieniem naturalnym w gazach w ystepu- jacych w badanym górotworze, a nastepnie w obwód pomiarowy wlacza sie zbiornik ze sprezonym powie- trzem i przy stalym nadcisnieniu mierzy ilosc wchlania- nego powietrza przez badany górotwór w j ednostce czasu, przy czym pomiary powtarza sie w okreslonych odcinkach czasu, a zmiany mierzonych wielkosci, zwla- szcza ich gradienty wzrostu i obnizania sie stanowia podstawe do okreslania stanu zagrozenia tapaniam i, oraz prognozowania ich wystapieniami w badanym re- jonie Kopalni. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania stanu zagro to nia tąpaniami tadanego rejonu ^górniczego w lcopalni, w oparciu o wyniki taiiań zmian szczelnści lub ^prze ^szczelności dla ^gazów badanego ^gc5ro tworu.

Istniejące obecnie s^poso^by i próby określania stanu zagro tonią tym niebezpiecznym zjawiskiem są oparto na różnorodnych ^przejawach i zjawiskach wyst^ępujących w ^górotworze w trakcie eksploatacji ^górniczej. Mają one, jak dotychczas, charakter lnardziej jpoznawozy niż uż^ytkowy. ^Obejmuj^ą sposoby wiercenia otworów sontroln^yc'n, met;ody obserwacji zjawisk zacno^dz^ących w wyrobiskach gcSniczych, określanie energetycznego wskaźnika slcłonności skał do tąpań, metody sejsmologiczne i sejsmoakust^yczne^{, g}eoelektryczne i szereg innych.

^Znan^y jest z pra^kt^yki w ^g<5rnictwie wę^glowym spiosób polegający na wierceniu otworów tontrolnych w śdanym ^górotworze. Istota tego sposoś oparta jest na założeniu, ż^e ilość zwiercin na jeden metr biieżący wierconego otworu (kontrolnego jest związana z wtolkoróią ciśnienia panującego w badanym gcSrotoorze, a co za tym idzie, ze stanem za^gΓOż^ilia tąpaniami w badanym rejonie topalni.

Istotą rozwi^ązania według wynalazku jest sposób określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu gtśroiczego ^w topalni, który polega ^na tym, że ^w badanym ^górotworze w odwierconyich otworach wiertniczych, wygnanych z ociosów wyrobisk ^górniczych na ^głębokość ś 10 d^{o 3}° m, sśśnie ^ku górze, usytuowanych w odl^łotoi otoło 200 m przed frontem ^sploatacji ^górnicz^{ej -} wprowadza się do nich rurki pomiarowe lu^b/i sondy z uszczelnieniami. Uszczelniroia te śizolowują atmosferę częci otworów poza uszczelnieniami od atmosfery kopalni. W śizolowaⁿych cz^ęściach śworów wytwarza się odpowiednie ciśnienia i miei-zy czas jaki upływa do momentu ^wyr^ównania Uę tego ciśnienia z ciśnieniem naturalnym w ^gazach wyst^ępujących w badanym górotocjrro. Dstępnie w tató pomiarowy włącza się zbiornik ze sprężonym powietrzem i przy ^stałym rodctoniroiu rntorzy się ilość wchłanianego powietrza ^przez badany ^górotwór w jedno^stce rorou. Pomiary powtarza się w określonych odcinkach czasu. Zmiany mierzonych wielśści, zwłaszcza ich gradienty wzrostu i obniżania się stonowią ^podstawę dla określana atanu za^gro żenią tąpaniami, oraz prognozowań:!a ich wystąpienia w badanym rejonie kopalni.

159 775

Sposób według wynalazku posiada szereg istotnych zalet. Pozwala na określanie stanu zagrożenia tąpaniami w badanym rejonie kopalni przy pomocy prostej i taniej aparatury, nie wyrnaggjącej specjalistycznej obsługi. Otrzymywane w^iki są wielkościami uśrednionymi i dotyczą znacznej objętości badanego górotworu, rzędu setek tysięcy metrów sześciennych· Pozwala to na otrzymywanie wyników bardziej reprezentatwwnych w stosunku do innych sposobów wykorzystujących pomiary punktowe. Badania dają wynnki bezpośrednio po zakończeniu pommarów.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania i jest zilustrowany schema tycznym rysunkiem przedstawiającym układ pomiarowy.

W górotworze 1 wierci się otwory 2 z ociosów 9 wyrobisk górniczych, skośnie ku górze dla uaażżiwienig odpływu wody i na głębokość od 10 do 30 m, w odległości około 200 m przed frontem eksploaaaccji górniczej. Otwory te wierci się w odstępach co 50 m od siebie, Do otworów 2 wprowadza się rurki pomiarowe 3, odizolowując je w odległości około 0,5 m od dna otworu 2 izolacją 4, którą stanowi żywica syntetyczna wtłoczona pomiędzy ścianki zewnętrzne rurki i ścianki otworu 2. Izolacja ta oddziela atmosferę otrzymanej w ten sposób komory pomiarowej od atmosfery kopsani 10. Następnie rurkę pomiarową 3 łączy się z osadrnLkiem płynu /wody/ 5, a ten z kolei podobnie, łączy się z manometrem 6, mierzącym podccśnienia lub nadciśnienie. Manommtr 6 łączy się z pompą esąco-tłoczącą 7 poprzez zawór odcinający 8. Układ pomiarowy stanowi hermetyczną całość. Przy pomocy pompy ssąco-tłoczącej 7 wytwarza się odpowaedJnLe ciśnienie lub podciśnienie w komorze pomarowej otworu 2 i mierzy czas jaki upływa do mammntu wyrównania się ciśnień w kommrze pommarowej i w kopsani. Pom.ary powwarza się w określonyoh odcinkach czasu. Następnie w miejsce manommtru 6 włącza się miernik przepływu gazu, połączony poprzez reduktor ze zbiornikiem sprężonego powwetrza i przy stayym ciśnieniu mierzy się ilość wchłanianego powaetrza przez badany górotwór i w jednostce czasu. Pornmary powwarza się w określonych odcinkach czasu, a wy taki pomiarów, zwłaszcza gradienty wzrostu lub spadku stanowią podstawę do określania stanu zagrożenia tąpaniami w badanym rejonie kopm.ni.

Dotychczasowe doświadczenia wynikające ze stosowania sposobu według wynalazku potwierdzają, że przy wzroście naprężeń w badanym górotworze na skutek prowadzonej ekeploatacci górniczej następuje zmuszanie się porowatości skał, oraz zaciskanie się pęknięć i szczelin, powodując zmine jszanie się przepuszczalności badanego gćrotworu dla gazów. Wskazuje to jednoznacznie na wzrost zagrożenia tąpaniami i odwwotnie. Wielkości mierzonych szczelności i przepuszczalności dla gazów badanego górotworu, pozwwaają określić zarówno stopień zagrożenia tąpaniami jak i czas ich wystąpienia.

Ocennając wynnki z dotychczas wykonanych badań kopalnianych można stwierdzić, że na ich podstawie można z dużą dokładnością ustalić okresy, w których zagrożenie jest większe i okresy, w których zagrożenie tąpaniami nie występuje.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób określania stanu zagrożenia tąpaniami rejonu górniczego w kopalni, przy wykorzystaniu otworów wiertniczych w badanym ^górotworze, znamienny tym, ^że otwory wiertnicze /2/ wykonuje się z ociosów wyrobisk ^górniczych /9/ na ^głębokośó od 10 do 30 m, skośnie ^ku ^g<5rze, sytuując je w odle^głości olcoło 2⁰0 m ^przed frontem elcsploatacji ^górniczej i wprowadza do nich rurki pomiarowe /3/ lub/i son^dy z uszczelnieniami /4/, które oddzielają atmosferę części otworów ^poza uszczelnieniroi od atmosfery lcopalni /1°/, w Ictórych to częściach wytwarza eię od^powiednie ciśnienia i mierzy czas Jalci upływa do momentu wyrówneunia się tego ciśnienia z ciśnieniem naturalnym w ^gazach wysypujących w śdanym ^górotworze, a następnie w o^bw^ód pomiarowy włącza się zMornik ze s^prężonym ^powietrzern ^{1 p}rzy stałym nadciśieniu mierzy się ilość wchłanianego powietrza ^przez badany ^górotwór w jednostoe czasu, przy czym ^pomiary ^powtarza się w określonych odcinkach czasu, a zmiany mierzonych wielkości., zwłaszcza ich gradienty wzrostu i obnitonia się stanowią podstawę do określania stanu zagrotonia tąpaniami, oraz prognozowania ich wystąpienia w todanym rejonie kopalni.