PL178147B1 - Sposób oceny skuteczności odprężenia górotworu - Google Patents

Abstract

Sposób oceny skutecznosci odprezenia górotworu w otoczeniu wyrobisk górniczych polegajacej na zastosowaniu aktywnej metody sejsmoakustycznej, znamienny tym, ze w badanym wyrobisku górniczym wykonuje sie pomiar rozwinieta metoda sejsmoakustyczna i na podstawie uzyskanych wyników pomiarowych okresla sie stopien zagrozenia tapaniami, a skutecznosc odprezenia górotworu okresla sie jako odwrotnie proporcjonalna do tego zagrozenia uznajac skrajne okreslenie silnego zagrozenia tapaniami jako nieskuteczne odprezenie, a brak zagrozenia tapaniami jako dobra skutecznosc odprezenia. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oceny skuteczności odprężenia górotworu, dokonanego przez wybranie pokładu odprężającego w otoczeniu wyrobisk górniczych zagrożonych tąpaniami.

Obowiązujące w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny kryteria oceny stanu zagrożenia tąpaniami, wymagają bieżącego potwierdzania badaniami geofizycznymi lub analitycznymi, skuteczności odprężenia dokonanego przez wybranie pokładu odprężającego. Do tych badań dotychczas wykorzystuje się głównie metodę sejsmiczną. Znane jest też stosowanie do tego celu metody wzbudzanej aktywności sejsmoakustycznej odprężenia górotworu.

W metodzie sejsmicznej wykorzystuje się zależność prędkości rozchodzenia się drgań od naprężeń. Pomiary prędkości w tej metodzie wykonywane są na wybranej drodze pomiędzy punktem wzbudzenia i punktem odbioru fali sejsmicznej. Jeżeli punkty wzbudzenia i punkty odbioru usytuowane są wzdłuż wyrobisk górniczych, to w wyniku pomiarów uzyskuje się profil prędkościowy wzdłuż tych wyrobisk. Przy gęstej sieci promieni sejsmicznych od punktów wzbudzenia do punktów odbioru można uzyskać izolinie prędkości na pewnej płaszczyźnie. Dla tej metody opracowane zostały tabele łączące skuteczność dokonanej eksploatacji z wielkością pomierzonych anomalii prędkościowych. Dzięki tym tabelom pomiary sejsmiczne mogą określać skuteczność odprężenia górotworu.

Zastosowanie metody wzbudzanej aktywności sejsmoakustycznej dla określania skuteczności odprężenia górotworu jest dotychczas ściśle związane z wykorzystaniem pomiarów przy pomocy przenośnej aparatury sejsmoakustycznej typu PAS-2. Kryteria skuteczności dokonanej eksploatacji odprężającej określane są liczbą wzbudzonej aktywności w pierwszym dwuminutowym okresie po odpaleniu 1 kg materiału wybuchowego oraz czasu trwania podwyższonej aktywności. Sposób ten ze względu na zaniechanie produkcji aparatury PAS-2 obecnie jest rzadko stosowany.

Obie opisane wyżej metody mają swoje zalety i wady. I tak np. metoda sejsmiczna jest bardzo pracochłonna ponieważ bazuje ona na pomiarach parametrów fal sejsmicznych i w sposób pośredni określa stan naprężeń, na podstawie którego wnioskuje się o skuteczności odprężenia górotworu. Natomiast stosowanie metody wzbudzonej aktywności sejsmicznej może być prowadzone w oparciu o przestarzałą i nieprodukowaną już aparaturę. Dlatego między innymi metoda ta jest niechętnie i rzadko stosowana w kopalniach.

Okazało się niespodziewanie, że skuteczność odprężenia górotworu za pomocą eksploatacji pokładu odprężającego można ocenić sposobem będącym przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego sposobu polega na tym, że w badanym wyrobisku górniczym wykonuje się pomiar rozwiniętą metodą sejsmoakustyczną i na podstawie uzyskanych wyników pomiarowych określa się stopień zagrożenia tąpaniami, a skuteczność odprężenia górotworu określa

178 147 się jako odwrotnie proporcjonalną do tego zagrożenia. Skrajne określenie silnego zagrożenia tąpaniami uznaje się jako nieskuteczne odprężenie górotworu, a brak zagrożenia tąpaniami, jako dobrą skuteczność odprężenia. Rozwinięta metoda sejsmoakustyczna bazuje na rejestracji niesprężystej, relaksacyjnej odpowiedzi górotworu, sprowokowanej odpaleniem ładunku wybuchowego. Rejestrowana emisja jest więc odpowiedzią górotworu na panujące w nim naprężenie. Każdy pomiar jest ściśle kontrolowany, zachowane są identyczne warunki pomiarowe a różnice w pomierzonej odpowiedzi górotworu na wymuszenie, są ściśle zależne od wytężenia pokładu. Można zatem uważać, że określony w rozwiniętej metodzie sejsmoakustycznej stopień zagrożenia tąpaniami jest wprost proporcjonalny do wytężenia pokładu.

Wykonanie wyrobiska górniczego pociąga za sobą ruch skał zalegających bezpośrednio nad tym wyrobiskiem. Część górotworu będąca w granicach wpływu wykonywanego wyrobiska, w której wielkość naprężeń jest niższa od naprężeń panujących w górotworze przed wykonaniem wyrobiska nazywa się strefą odprężoną. Strefa ta jest rejonem o zmniejszonym wytężeniu górotworu. Ponieważ zagrożenie tąpaniami jest bardzo pozytywnie skorelowane (wprost proporcjonalnie) do wytężenia, a odprężenie jest odwrotnie proporcjonalne do wytężenia, skuteczność odprężenia traktować można jako wielkość odwrotnie proporcjonalną do zagrożenia.

Przy określaniu stopnia zagrożenia tąpaniami w górnictwie powszechnie stosowana jest czterostopniowa skala; brak zagrożenia, słabe zagrożenie, średnie zagrożenie i silne zagrożenie. Skuteczność odprężenia, jako wielkość odwrotnie proporcjonalna do zagrożenia też ma czterostopniową skalę, a mianowicie; dobre odprężenie w przypadku braku zagrożenia tąpaniami, średnie w przypadku słabego zagrożenie, słabe w przypadku średniego zagrożenia i nieskuteczne w przypadku silnego zagrożenia tąpaniami.

Sposób według wynalazku, oparty na rozwiniętej metodzie sejsmoakustycznej będącej miernikiem wytężenia górotworu, jest więc również doskonałym miernikiem stref odprężonego górotworu.

178 147

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób oceny skuteczności odprężenia górotworu w otoczeniu wyrobisk górniczych polegającej na zastosowaniu aktywnej metody sejsmoakustycznej, znamienny tym, że w badanym wyrobisku górniczym wykonuje się pomiar rozwiniętą metodą sejsmoakustyczną i na podstawie uzyskanych wyników pomiarowych określa się stopień zagrożenia tąpaniami, a skuteczność odprężenia górotworu określa się jako odwrotnie proporcjonalną do tego zagrożenia uznając skrajne określenie silnego zagrożenia tąpaniami jako nieskuteczne odprężenie, a brak zagrożenia tąpaniami jako dobrą skuteczność odprężenia.