RU2019706C1

RU2019706C1 - Method for determination of outburst-prone zones and gas-bearing capacity in face zone

Info

Publication number: RU2019706C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Радченко; Николай Григорьевич Матвиенко
Original assignee: Сергей Анатольевич Радченко; Николай Григорьевич Матвиенко
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method includes drilling holes in coal mass, sampling of drillings and their placing in air-tight vessel, measurement of dynamics of gas liberation from drillings, and determination of gas content in coal. Method also includes determination of heat capacity and moisture content in coal of extracted seam, density of drillings and desorption heat, rock temperature, critical value of drillings temperature drop in outburst-prone zones of seams having similar characteristics, which are used to classify according to their values the extracted coal zone as outburst-prone one. Difference for different time moments of temperatures of drilling produced by drilling reference blasthole in degassed part of face zone of tested seam at drilling interval in blasthole length same as in sampling tested drillings, and maximum value for obtained temperature difference values. Using mathematic expressions the amount of desorbed gas at different time moments and value of diffusion parameters are found. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и технике безопасности ведения горных работ и может быть использовано для определения выбросоопасности и газоносности угольных пластов в призабойной зоне и десорбционно-кинетических характеристик угля и углесодержащих горных пород. The invention relates to mining and mining safety and can be used to determine the outburst hazard and gas content of coal seams in the bottomhole zone and desorption-kinetic characteristics of coal and coal-bearing rocks.

Рост интенсивности газовыделения из угля и газоносных горных пород при подземной разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений является основной причиной того, что технические возможности современной проходческой и добычной техники полностью не используются. Остро стоит проблема борьбы с внезапными выбросами угля, породы и газа, с взрывами и загораниями метановоздушных смесей в горных выработках, особенно на больших глубинах. The increase in the intensity of gas evolution from coal and gas-bearing rocks during underground mining of mineral deposits and the construction of underground structures is the main reason that the technical capabilities of modern tunneling and mining equipment are not fully used. The acute problem is the fight against sudden emissions of coal, rock and gas, with explosions and ignitions of methane-air mixtures in mine workings, especially at great depths.

Поэтому для повышения эффективности и безопасности ведения горных работ при подземной разработке газоносных месторождений необходима надежная информация о газодинамических свойствах угольных пластов, а также других горных пород, пригодная для использования при выборе наиболее надежных схем и технологий вскрытия, подготовки и отработки пластов, способов проветривания и предотвращения газодинамических явлений и решения других многочисленных вопросов практики горного дела. Therefore, to increase the efficiency and safety of mining during underground development of gas-bearing deposits, reliable information on the gas-dynamic properties of coal seams, as well as other rocks, is necessary for use in choosing the most reliable schemes and technologies for opening, preparing and working out seams, ventilation methods and prevention gas-dynamic phenomena and the solution of numerous other issues of mining practice.

В связи с тем, что десорбционно-кинетические свойства угля и горных пород необходимо знать для решения широкого круга проблем, возникающих при прогнозе газодинамических явлений и газообильности горных выработок, контроле и управлении газовыделением, большинство применяемых в настоящее время приборов и методов предназначены для получения количественных или качественных показателей, которые можно использовать для решения одной или нескольких конкретных задач практики горного дела, но трудно или вообще невозможно использовать для решения других проблем, связанных с разработкой газоносных угольных месторождений, хотя при их решении также необходима информация о газодинамических свойствах угля и углесодержащих горных пород. Это ведет к распылению сил и средств, резко увеличиваются затраты труда и количество используемых для изучения газовыделения приборов и оборудования, снижается эффективность выполняемых работ и их ценность для практического использования. Due to the fact that the desorption-kinetic properties of coal and rocks must be known in order to solve a wide range of problems arising in the prediction of gas-dynamic phenomena and gas abundance in mining, monitoring and control of gas evolution, most of the currently used instruments and methods are designed to obtain quantitative or qualitative indicators that can be used to solve one or more specific tasks of mining practice, but it is difficult or impossible to use for solving Nia other problems associated with the development of gas-bearing coal deposits, although their decision also requires information on the gas-dynamic properties of coal and coal-bearing rocks. This leads to a dispersal of forces and means, labor costs and the number of instruments and equipment used to study gas evolution sharply increase, the efficiency of the work performed and their value for practical use are reduced.

Известен способ определения выбросоопасных зон угольного пласта, включающий бурение шпуров, измерение температуры стенок шпура, скорости продвигания выработки, отбор проб штыба, определение газоносности угольного пласта, влажности штыба, геотермической температуры вмещающих угольный пласт пород на глубине разработки угольного пласта и разности между геометрической температурой вмещающих угольный пласт пород и температурой стенок шпура с последующим определением выбросоопасности зоны пласта по эмпирической формуле [1]. A known method for determining the outburst zones of a coal seam, including drilling holes, measuring the temperature of the walls of the borehole, the speed of advancement of the mine, sampling the pit, determining the gas content of the coal seam, the moisture of the pit, the geothermal temperature of the rocks surrounding the coal seam at the depth of development of the coal seam and the difference between the geometrical temperature of the enclosing coal seam of rocks and the temperature of the walls of the hole with subsequent determination of the outburst hazard of the seam zone according to the empirical formula [1].

При осуществлении способа газоосность угольного пласта на глубине разработки и естественную влажность штыба определяют стандартными методами, а для установления времени диффузионной релаксации отобранный буровой штыб дегазируют в сорбционной установке, затем осуществляют впуск газа и определяют время и величину сорбции, строят график сорбционно-кинетической зависимости в координатах [a/a_o, t^1/2] и вычисляют время диффузионной релаксации по формуле τ = 1/tg² α , где α - угол наклона начального прямоугольного участка сорбционно-кинетической кривой; t - время сорбции, с; а - количество метана, сорбированного к моменту времени t, см³/г; а_о - равновесное количество сорбированного метана, см³/г.When implementing the method, the gas concentration of the coal seam at the depth of development and the natural moisture of the pit are determined by standard methods, and to establish the diffusion relaxation time, the selected pit is degassed in a sorption unit, then the gas is admitted and the time and amount of sorption are determined, and the sorption-kinetic dependence is plotted in coordinates [a / a _o , t ^1/2 ] and calculate the diffusion relaxation time according to the formula τ = 1 / tg ² α, where α is the angle of inclination of the initial rectangular portion sorption-kinetic th curve; t is the sorption time, s; a is the amount of methane sorbed at time t, cm ³ / g; and _about - the equilibrium amount of sorbed methane, cm ³ / g

Недостатками этого способа являются:
необходимость проведения не только шахтных, но и длительных лабораторных экспериментов по определению времени диффузионной релаксации, влажности угля и газоносности угольного пласта, что снижает ценность получаемых результатов для практики;
необходимость доставки образцов угольного штыба в лабораторию и его длительной дегазации перед началом сорбции метана;
определение времени диффузионной релаксации по сорбционно-кинетической кривой, а не по динамике газовыделения из свежего штыба в горной выработке.The disadvantages of this method are:
the need to conduct not only mine, but also lengthy laboratory experiments to determine the time of diffusion relaxation, coal moisture and gas content of the coal seam, which reduces the value of the results for practice;
the need to deliver coalmine samples to the laboratory and its long degassing before methane sorption;
determination of the diffusion relaxation time by the sorption-kinetic curve, and not by the dynamics of gas evolution from a fresh mine in a mine.

Известен способ определения зоны разгрузки угольного пласта (авт.св. СССР N 648742), включающий поинтервальное бурение скважин в угольный массив, отбор проб штыба, соответствующих каждому интервалу, и измерение их температуры, причем границу зоны разгрузки определяют по интервалу бурения, на котором рост температуры штыба сменяется ее понижением. A known method for determining the discharge zone of a coal seam (ed. St. USSR N 648742), including interval drilling of wells in a coal mass, sampling a block corresponding to each interval, and measuring their temperature, the boundary of the discharge zone being determined by the drilling interval at which growth the temperature of the bayonet is replaced by its decrease.

Для осуществления способа производят отбор проб штыба, тщательно его перемешивают и для исключения интенсивного теплообмена с окружающей средой помещают в закрепляемый сосуд кубической формы с длиной ребра не менее 0,08 м. В центральной части сосуда помещают точечный (по сравнению с объемом сосуда) датчик, с помощью которого измеряют температуру. Измерение температуры штыба на каждом интервале производят в течение 1,5-2 мин после его образования. To implement the method, a sampling of the bayonet is carried out, it is thoroughly mixed, and in order to exclude intense heat exchange with the environment, it is placed in a fixed vessel of a cubic shape with a rib length of at least 0.08 m. A point sensor is placed in the central part of the vessel, compared to the volume of the vessel, with which measure the temperature. The temperature of the bayonet at each interval is measured for 1.5-2 minutes after its formation.

Недостатками этого способа являются:
использование для осуществления способа довольно большого количества штыба;
отсутствие использования информации об изменении температуры штыба за счет десорбции из него газа для получения дополнительной информации о газодинамических свойствах угля;
ограниченная область применения способа, предназначенного, главным образом, для выбросоопасных угольных пластов.The disadvantages of this method are:
the use for the implementation of the method of a fairly large amount of bayonet;
the lack of use of information about the temperature of the cob due to the desorption of gas from it to obtain additional information about the gas-dynamic properties of coal;
limited scope of the method, intended mainly for outburst coal seams.

Известен метод описания кинетики газовыделения из угля и определение потенциальной выбросоопасности его структуры, который основан на использовании широко применяемого в Великобритании, США и Австралии эмпирического уравнения Айрея, имеющего вид:
V_t = A[1 - exp(-(t/t_o)ⁿ)], (1), где V_t - количество газа, см³/г, десорбированного одним граммом угля к моменту времени t, мин;
А - количество газа, которое десорбируется из угля до момента установления сорбционного равновесия, см³/г;
t_о - время, за которое десорбируется 63% газа от величины А, мин;
n - показатель степени, зависящий от трещиноватости образца (0 < n < 1).There is a known method for describing the kinetics of gas evolution from coal and determining the potential outburst hazard of its structure, which is based on the use of the empirical Airy equation, widely used in the UK, USA and Australia, having the form:
V _t = A [1 - exp (- (t / t _o ) ⁿ )], (1) where V _t is the amount of gas, cm ³ / g, desorbed with one gram of coal at time t, min;
A is the amount of gas that is desorbed from coal until the sorption equilibrium is established, cm ³ / g;
t _about - the time during which 63% of the gas from the value of A is desorbed, min;
n is the exponent, depending on the fracture of the sample (0 <n <1).

Как показали экспериментальные исследования, выполненные рядом зарубежных ученых, уравнение Айрея (1) достаточно надежно описывает кинетику газовыделения из угля вплоть до момента времени t = =t_о. Известно, что для ненарушенных углей показатель степени n обычно изменяется в диапазоне от 0,5 до 0,3, а нарушенные угли выбросоопасной структуры имеют n < 0,3.As shown by experimental studies performed by a number of foreign scientists, the Airy equation (1) reliably describes the kinetics of gas evolution from coal up to the point in time t = t _о . It is known that for undisturbed coals, the exponent n usually varies in the range from 0.5 to 0.3, and the broken coals of the outburst-hazardous structure have n <0.3.

Однако, чтобы определить величину показателя степени n, надо знать величины А и tо исследуемой пробы угля, то есть определить степень выбросоопасности угля можно только зная его газоносность, для определения которой требуется продолжительное время. Поэтому метод Айрея не является экспресс-методом и информация о потенциальной выбросоопасности угля может быть получена при его использовании с большим запозданием, когда она уже утрачивает свою ценность. Поэтому используется уравнение Айрея в основном для того, чтобы в удобном виде представлять информацию о кинетике газовыделения из образцов угля и горных пород. However, in order to determine the magnitude of the exponent n, it is necessary to know the values of A and t0 of the studied coal sample, that is, to determine the degree of outburst hazard of coal can only be done by knowing its gas content, which takes a long time to determine. Therefore, the Airy method is not an express method and information on the potential outburst hazard of coal can be obtained when it is used with great delay, when it is already losing its value. Therefore, the Airy equation is used mainly in order to conveniently present information on the kinetics of gas evolution from coal and rock samples.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению являются прибор и метод определения газоносности угольных пластов вокруг выработок, предложенные японскими учеными [2] . При этом методе для получения информации о газоносности бурового штыба используются последовательно два прибора: сначала переносной прибор для автоматического измерения и записи давления в десорбционных ампулах, а затем лабораторный стационарный прибор для продолжения измерения давления в десорбционных ампулах и вычисления газоносности угля, причем для определения метаносодержания угля производят изучение динамики газовыделения из бурового штыба, имеющего размер частиц от 1 до 4 мм, образующегося при бурении скважин или шпуров. От 20 до 40 г угля загружают в специальный контейнер, сделанный для обеспечения свободной диффузии из пористого металла. Этот контейнер немедленно помещается в закрывающуюся герметичную емкость (десорбционную ампулу) и начинается замер изменения давления в ней, который производится каждые 30 с в течение 2 ч, причем результаты каждого замера давления фиксируются для последующего анализа и выполнения расчета с помощью компьютера. Если давление в десорбционной ампуле увеличивается на величину, превышающую 5 м водяного столба, газ сбрасывается в атмосферу с помощью специального крана. Измерение после 44 ч продолжается в лаборатории с помощью другого стационарного прибора, с помощью которого оно обычно занимает несколько недель. Closest to the proposed invention are a device and method for determining the gas content of coal seams around workings, proposed by Japanese scientists [2]. In this method, two instruments are used sequentially to obtain information about the gas content of the drill head: first, a portable device for automatically measuring and recording pressure in desorption ampoules, and then a laboratory stationary device to continue measuring pressure in desorption ampoules and calculating coal gas content, and for determining the methane content of coal they study the dynamics of gas evolution from a drill head having a particle size of 1 to 4 mm, which is formed when drilling wells or holes. From 20 to 40 g of coal is loaded into a special container made to ensure free diffusion of porous metal. This container is immediately placed in a sealed container (desorption vial) that closes and pressure changes in it begin to be measured every 30 s for 2 hours, and the results of each pressure measurement are recorded for subsequent analysis and calculation using a computer. If the pressure in the desorption ampoule increases by more than 5 m water column, the gas is discharged into the atmosphere using a special valve. Measurement after 44 hours is continued in the laboratory using another stationary instrument, with which it usually takes several weeks.

Переносной прибор, используемый для определения газосодержания угольного пласта на основе изучения бурового штыба в горных выработках, имеет шесть отдельных десорбционных ампул. Каждая десорбционная ампула имеет специальный датчик давления и увеличивающееся давление в каждой ампуле в результате десорбции газа из угля автоматически измеряется и записывается через любой заданный интервал времени. После измерения полученные данные передаются через специальный выход в компьютер РС, с помощью которого вычисляют количество выделившегося газа по результатам измерений давления в десорбционной ампуле. A portable device used to determine the gas content of a coal seam based on a study of a drill hole in a mine workings has six separate desorption ampoules. Each desorption ampoule has a special pressure sensor and the increasing pressure in each ampoule as a result of gas desorption from coal is automatically measured and recorded at any given time interval. After the measurement, the data obtained is transmitted through a special output to the PC computer, with which the amount of gas released is calculated from the pressure measurements in the desorption ampoule.

Стационарный лабораторный прибор состоит из корпуса, в котором размещаются 12-ть емкостей (десорбционных ампул), устройство для включения каналов с индикаторами, которые показывают, какие каналы включены, датчик температуры и выходы для передачи информации о давлении в ампулах, а также о давлении и температуре в помещении. A stationary laboratory device consists of a housing in which 12 containers (desorption ampoules) are placed, a device for switching on channels with indicators that show which channels are turned on, a temperature sensor and outputs for transmitting information about the pressure in the ampoules, as well as the pressure and room temperature.

При определении газоносности угольных пластов вокруг горных выработок этим методом определяют количество газа, десорбированное штыбом во время его нахождения в переносном приборе Q₁, по полученной при этом динамике газовыделения вычисляют количество газа Q₂, десорбированного штыбом до момента его герметизации в десорбционной ампуле, и количество газа Q₃, определяемое как сумма количества газа, выделившегося из штыба в лаборатории при его разрушении, и остаточной газоносности штыба при атмосферном давлении.When determining the gas content of coal seams around mine workings, this method determines the amount of gas desorbed by the bayonet while it is in the portable device Q ₁ , using the gas evolution dynamics obtained, calculate the amount of gas Q ₂ desorbed by the bayonet until it is sealed in the desorption ampoule, and the amount gas Q ₃ , defined as the sum of the amount of gas released from the shaft in the laboratory during its destruction, and the residual gas content of the shaft at atmospheric pressure.

Недостатками описанного прототипа являются:
большая продолжительность экспериментов (несколько недель), что резко снижает практическую ценность получаемой информации, приводит к большим затратам времени и средств, затрудняет производство массовых определений газоносности угля и практическое использование полученных результатов;
высокая стоимость используемого для реализации данного метода оборудования;
малая эффективность и результативность труда специалистов, занимающихся определением газоносности с помощью описанного метода и прибора;
недостаточная точность определения газоносности угля, так как эксперименты проводятся при изменяющемся давлении, и отсутствие в результате этого возможности использовать полученные при изучении кинетики десорбции данные для решения других задач практики горного дела;
неточность определения газоносности угля в случае, если он имеет очень высокую скорость газоотдачи, так как большая часть газа может успеть десорбироваться с момента образования штыба до момента его герметизации в десорбционной ампуле (это может иметь место в геологически нарушенных зонах угольных пластов, уголь в которых представляет собой естественные брикеты из мельчайших частиц).The disadvantages of the described prototype are:
the long duration of the experiments (several weeks), which sharply reduces the practical value of the information received, leads to large expenditures of time and money, complicates the production of mass determination of gas content of coal and the practical use of the results;
the high cost of the equipment used to implement this method;
low efficiency and productivity of specialists involved in the determination of gas content using the described method and device;
lack of accuracy in determining the gas content of coal, since experiments are carried out under varying pressure, and the lack of the ability to use the data obtained in the study of desorption kinetics to solve other problems of mining practice;
the inaccuracy of determining the gas content of coal in case it has a very high gas recovery rate, since most of the gas can have time to desorb from the moment of the formation of the block to the moment of its sealing in the desorption ampoule (this can take place in geologically disturbed zones of coal seams in which coal represents natural briquettes from the smallest particles).

Для устранения указанных недостатков предлагается способ определения выбросоопасных зон и газоносности угольных пластов в призабойной зоне, включающий бурение шпуров в угольный массив, отбор проб штыба и помещение их в герметичную емкость, измерение динамики газовыделения из штыба. Определяют количество газа, содержащегося в угле до момента начала бурения шпура путем определения количества десорбированного штыбом газа за время нахождения в емкости и его остаточной газоносности, теплоемкость и влажность угля в разрабатываемом пласте, плотность штыба и теплоту газа из него, геотермическую температуру горных пород, критическое значение величины снижения температуры штаба в выбросоопасных зонах пластов, имеющих аналогичные характеристики, по величине которой разрабатываемую зону пласта относят к выбросоопасным. В течение периода времени до 10 мин одновременно измеряют температуру штыба и динамику газовыделения из него, определяют для различных моментов времени разности температур между штыбом, полученным при бурении эталонного шпура в дегазированной части призабойной зоны исследуемого пласта на том же интервале бурения по длине шпура, что и при отборе исследуемой пробы бурового штыба, и температурой исследуемого штыба и максимальную величину для полученных разностей температур, после чего замеряют только динамику газовыделения из штыба. По результатам замера величины снижения температуры штыба вычисляют количество десорбированного из него газа в различные моменты времени по формуле
V $\binom{т}{t}$ =

,
см³/г, (2) где W^р - влажность угля, %;
с - теплоемкость сухого угля, Дж/(г˙град);
с^в - теплоемкость воды, Дж/(г˙град);
Δ T_t - снижение температуры угля за счет десорбции из него газа в те же моменты времени, когда замеряют количество десорбированного газа, град;
q - интегральная теплота десорбции газа из угля, Дж/см³.To eliminate these shortcomings, a method is proposed for determining the outburst zones and gas content of coal seams in the bottomhole zone, including drilling holes in the coal mass, sampling the pit and placing them in an airtight container, measuring the dynamics of gas evolution from the pit. Determine the amount of gas contained in the coal before drilling the hole by determining the amount of gas desorbed by the bay during the time it was in the tank and its residual gas content, the specific heat and humidity of coal in the reservoir being developed, the density of the bay and the heat of gas from it, the geothermal temperature of rocks, critical the value of the decrease in the temperature of the headquarters in the outburst hazardous zones of formations having similar characteristics, the magnitude of which the developed area of the reservoir is classified as outburst hazardous. For a period of time up to 10 min, the temperature of the pit and the dynamics of gas evolution from it are simultaneously measured, the temperature differences between the pit obtained by drilling a reference hole in the degassed part of the bottomhole zone of the studied formation at the same drilling interval along the length of the hole are determined for different times when taking a test sample of a drill head, and the temperature of the test head, and the maximum value for the obtained temperature differences, after which only the dynamics of gas evolution from the head are measured. According to the measurement results of the temperature reduction of the washer, the amount of gas desorbed from it at different times is calculated by the formula
V

\binom{t}{t}

=

,
cm ³ / g, (2) where W ^p - coal moisture,%;
с - heat capacity of dry coal, J / (degrees);
с ^в - heat capacity of water, J / (degrees);
Δ T _t - decrease in coal temperature due to desorption of gas from it at the same time when the amount of desorbed gas is measured, deg;
q is the integral heat of desorption of gas from coal, J / cm ³ .

Определяют количество десорбированного штыбом газа V_t к тем же моментам времени, для которых производилось вычисление величины V_t ^T, используя для этого динамику газовыделения из штыба в период замера его температуры, вычисляют разности количеств газа, определенных по величине снижения температуры штыба и по динамике газовыделения из него в период замера температуры по формуле
Δ V_t = V_t ^T - V_t, см³/, (3)
и при Δ V_t > 0 вычисляют поправку на определенное по динамике газовыделения количество десорбированного газа до момента герметизации штыба Δ V_t ^max, которую используют для корректировки экспериментально полученных данных о динамике газовыделения, после чего определяют показатель степени n^op из уравнения Айрея (1), принимая А и t_о равными величинами, полученным ранее для угля, отобранного в этой же зоне пласта и имевшего такую же динамику газовыделения, и оценивают разрабатываемую зону пласта как выбросоопасную при условии
Δ Т_t ^max ≥ Δ T^кр
или Δ T_t ^max - Δ T^кр< 0,
но n^op < 0,3, где Δ T_t ^max - максимальная величина температур между штыбом, полученным при бурении эталонного шпура в дегазированной части призабойной зоны исследуемого пласта на том же интервале бурения по длине шпура, что и при отборе исследуемой пробы бурового штыба, и температурой исследуемого штыба, град;
Δ Т^кр - критическое значение величины снижения температуры штыба для выбросоопасных зон, град.Determine the amount of gas desorbed by the bayonet V _t at the same time points for which the value of V _t ^{T was} calculated using the dynamics of gas evolution from the bayonet during the measurement of its temperature, calculate the differences in the quantities of gas determined by the decrease in temperature of the bayonet and gas evolution from it during the temperature measurement according to the formula
Δ V _t = V _t ^T - V _t , cm ³ /, (3)
and at Δ V _t > 0, the correction for the amount of desorbed gas determined by the dynamics of gas evolution is calculated until the sheath Δ V _t ^{max is} sealed, which is used to adjust experimentally obtained data on gas evolution dynamics, and then the exponent n ^op is determined from the Airy equation (1) , taking A and t _about equal values obtained earlier for coal, selected in the same zone of the reservoir and having the same dynamics of gas evolution, and evaluate the developed zone of the reservoir as outlier hazardous, provided
Δ T _t ^max ≥ Δ T ^cr
or Δ T _t ^max - Δ T ^cr <0,
but n ^op <0.3, where Δ T _t ^max is the maximum temperature between the core obtained when drilling a reference hole in the degassed part of the bottomhole zone of the formation being examined at the same drilling interval along the length of the hole as when taking the test sample of the drill core, and the temperature of the studied bayonet, degrees;
Δ T ^cr - the critical value of the temperature reduction of the bayonet for hazardous areas, deg.

Затем по разности количества газа, содержащегося в угле до начала бурения шпура, и количества газа, которое содержит уголь в равновесном состоянии при атмосферном давлении, определяют действительную величину А для исследуемого бурового штыба А_факт и время t_о, за которое десорбируется 63% газа от величины А_факт, и используя эти величины, вычисляют показатель степени n из уравнения Айрея, сравнивают его величину с величиной nгр и уточняют выбросоопасность призабойной зоны, вычисляют величину диффузионного параметра τ по формуле
τ = [1 - exp(-(t_o)^-n)]^-2, мин, (4)
и по найденному значению τ определяют величину коэффициента диффузии D по формуле
D=

, (5) где r_o - радиус микропористых частиц угля, см;
τ - диффузионный параметр, мин.Then, by the difference between the amount of gas contained in the coal before drilling the borehole and the amount of gas that contains coal in equilibrium at atmospheric pressure, the actual value A is determined for the studied drill core A _fact and time t _о , during which 63% of the gas is desorbed magnitude A _fact , and using these magnitudes, calculate the exponent n from the Airy equation, compare its magnitude with the magnitude ngr and specify the outburst hazard of the bottomhole zone, calculate the diffusion parameter τ by the formula
τ = [1 - exp (- (t _o ) ^-n )] ^-2 , min, (4)
and the found value of τ determines the value of the diffusion coefficient D by the formula
D =

, (5) where r _o is the radius of microporous particles of coal, cm;
τ - diffusion parameter, min.

На фиг.1 показаны графики зависимости количества десорбированного углем газа от времени десорбции и методика определения количества десорбированного газа до момента герметизации штыба; на фиг.2- характер изменения величины снижения температуры штыба, имеющего различную степень тектонической нарушенности, при десорбции из него газа; на фиг.3 - методика определения величины ΔV_t ^maxдля корректировки экспериментально полученных данных о динамике газовыделения с целью уточнения количества газа, десорбированного из штыба до момента его герметизации, и использования этой величины Δ V_t ^max для корректировки результатов эксперимента.Figure 1 shows graphs of the dependence of the amount of gas desorbed by coal on the time of desorption and the method for determining the amount of desorbed gas until the seal is sealed; figure 2 - the nature of the change in the decrease in temperature of the pulp having a different degree of tectonic disturbance during the desorption of gas from it; figure 3 is a methodology for determining the value of ΔV _t ^max to adjust the experimentally obtained data on the dynamics of gas evolution in order to clarify the amount of gas stripped from the shaft until it is sealed, and use this value Δ V _t ^max to adjust the results of the experiment.

Для обеспечения более оперативного получения необходимой для практики горного дела информации, а также с целью уменьшения трудоемкости и стоимости реализации способа теплоемкость и влажность угля в разрабатываемом пласте, плотность штыба и теплота десорбции газа из него, геометрическая температура горных пород на глубине залегания разрабатываемого угольного пласта и величины температур бурового штыба на различных интервалах длины шпура при его бурении в дегазированной зоне могут определять один раз для целой серии экспериментов, так как выполненные шахтные и лабораторные исследования стабильности величины каждой из этих характеристик при разработке различных угольных пластов показали, что диапазон изменения величин этих характеристик в пределах больших участков разрабатываемого угольного пласта невелик. In order to provide more expeditious receipt of information necessary for mining practice, as well as to reduce the complexity and cost of implementing the method, the heat capacity and humidity of coal in the developed seam, density of the bayonet and heat of desorption of gas from it, geometric temperature of rocks at the depth of the developed coal seam and the temperature of the drill head at various intervals of the length of the hole during drilling in a degassed zone can be determined once for a series of experiments, to how the performed mine and laboratory studies of the stability of the magnitude of each of these characteristics during the development of various coal seams showed that the range of variation in the values of these characteristics within large sections of the developed coal seam is small.

В этом случае формула (2) после подстановки в нее числовых значений всех входящих в нее величин преобразуется к виду V_t ^T = B˙ΔT_t, см³/г, где В - постоянный числовой коэффициент.In this case, formula (2), after substituting the numerical values of all the quantities included in it, is converted to the form V _t ^T = B =ΔT _t , cm ³ / g, where B is a constant numerical coefficient.

Разрабатываемые угольные пласты имеют различные стадии метаморфизма и условия залегания, разную геологическую историю и их свойства различаются очень существенно. Поэтому для обеспечения надежности и эффективности использования разнообразных методов количественной оценки их свойств, как правило, приходится уточнять количественные характеристики, используемые в качестве граничных в этих методах при оценке тех или иных свойств угольных пластов, чтобы определить действительные граничные значения этих характеристик для угольных пластов данной стадии метаморфизма или для пластов, объединенных по другому признаку. The coal seams being developed have different stages of metamorphism and bedding conditions, different geological history and their properties differ very significantly. Therefore, to ensure the reliability and efficiency of using various methods for quantifying their properties, as a rule, it is necessary to clarify the quantitative characteristics used as boundary in these methods when evaluating certain properties of coal seams in order to determine the actual boundary values of these characteristics for coal seams of this stage metamorphism or for strata united on another basis.

Способ осуществляется следующим образом. Бурится шпур и отбираются пробы штыба с различных интервалов бурения, помещаются в герметичную емкость, в которой осуществляется одновременное измерение температуры штыба и количества выделяющегося в этой емкости газа в течение периода времени до 10 мин, после чего продолжают только замер количества выделяющегося из штыба газа до установления сорбционного равновесия. Определяют теплоемкость и влажность штыба, его плотность и теплоту десорбции газа из него, геотермическую температуру горных пород на глубине залегания пласта и величины температур бурового штыба на различных интервалах длины шпура при его бурении в дегазированной зоне. The method is as follows. Drill a hole and take samples of the shaft from various drilling intervals, place it in a sealed container, in which the temperature of the shaft and the amount of gas released in this tank are measured for a period of time up to 10 minutes, after which they continue to measure the amount of gas released from the shaft to establish sorption equilibrium. The heat capacity and humidity of the pit, its density and the heat of desorption of gas from it, the geothermal temperature of the rocks at the depth of the formation, and the temperature of the drill pit at various intervals of the length of the hole during its drilling in the degassed zone are determined.

Осуществление способа осуществляется в два этапа, на каждом из которых решаются различные задачи, а именно:
на первом этапе осуществляется оценка степени выбросоопасности пласта в месте бурения шпура экспресс-методом и определение количества газа, десорбированного штыбом с момента его образования до герметизации, а также в период замера температуры штыба;
на втором этапе определяют газоносность исследуемого штыба и уточняют полученную информацию о выбросоопасности призабойной зоны пласта, динамике газовыделения из угля и определяют необходимые для практики горного дела десорбционно-кинематические характеристики угля.The implementation of the method is carried out in two stages, at each of which various tasks are solved, namely:
at the first stage, the degree of formation hazard at the place of drilling the hole is assessed by the express method and the amount of gas desorbed by the bay from the moment of its formation to sealing, as well as during the temperature measurement of the bay, is determined;
at the second stage, the gas content of the test block is determined and the obtained information on the outburst hazard of the bottomhole formation zone, the dynamics of gas evolution from coal is determined and the desorption-kinematic characteristics of coal necessary for mining practice are determined.

На первом этапе способа осуществляют следующие операции. Определяют величины снижения температуры штыба за счет десорбции газа в различные моменты времени в течение периода продолжительностью до 10 мин с момента герметизации штыба в герметичной емкости по формуле
ΔT_t = T^дег.шт. - T_t ^шт, град, (6)
где Т^дег.шт. - температура штыба, определенная при бурении соответствующего интервала шпура по длине в дегазированной части призабойной зоны исследуемого пласта, ^оС;
T_t ^шт - температура штыба, измеренная при исследовании динамики изменения температуры штыба при десорбции из него газа в герметичной емкости, ^оС.At the first stage of the method, the following operations are carried out. The values of decreasing the temperature of the flange due to the desorption of gas at various points in time for a period of up to 10 minutes from the moment of sealing the flange in a sealed container are determined by the formula
ΔT _t = T ^deg. - T _t ^pcs , deg, (6)
where T ^deg. - culm temperature, determined during the drilling of the hole interval corresponding to length portion degassed investigated bottomhole formation zone, ^of C;
T _t ^pc - temperature of the bayonet measured during the study of the dynamics of changes in temperature of the bayonet during desorption of gas from it in a sealed container, ^about C.

По полученным величинам перепадов температуры Δ T_t вычисляют по формуле (2) количество газа V_t ^T, десорбированного из штыба в различные моменты времени в течение периода до 10 мин с момента герметизации штыба.According to the obtained values of the temperature differences Δ T _{t, it is} calculated by the formula (2) the amount of gas V _t ^T desorbed from the bayonet at various points in time for a period of up to 10 minutes from the moment of sealing the bayonet.

По экспериментальным данным о динамике газовыделения из штыба в герметичной емкости в период замера температуры этого штыба определяют количество десорбированного штыбом газа V_t к этим же моментам времени по формуле из расчета на один грамм угля:
V_t = V^пат + V_t ^эксп, см³/г, (7) где V^пат - количество газа, десорбированного штыбом до момента его герметизации, определяемое по динамике газовыделения из штыба в начальный период после его герметизации, см³/г;
V_t ^эксп - количество газа, десорбированное штыбом в герметичной емкости до момента времени t, см³/г;
или по формуле
V_t = K (t)^1/2, см³/г, (8) где К - коэффициент пропорциональности, определяемый для зависимости количества десорбированного штыбом газа от корня квадратного из времени t, прошедшего с момента образования штыба при бурении шпура.According to experimental data on the dynamics of gas evolution from a pit in a sealed container during the temperature measurement of this pit, the amount of gas desorbed by the pit V _t at the same time points is determined by the formula based on one gram of coal:
V _t = V ^pat + V _t ^exp , cm ³ / g, (7) where V ^pat is the amount of gas desorbed by the bayonet until its sealing, determined by the dynamics of gas evolution from the bayonet in the initial period after its sealing, cm ³ / g;
V _t ^exp - the amount of gas desorbed by a bayonet in a sealed container until time t, cm ³ / g;
or according to the formula
V _t = K (t) ^1/2 , cm ³ / g, (8) where K is the proportionality coefficient determined for the dependence of the amount of gas desorbed by a bayonet on the square root of time t elapsed since the formation of the bayonet while drilling a hole.

Как видно из фиг.1, на которой показаны графики зависимостей количества десорбированного углем газа от времени десорбции и методика определения количества десорбированного до момента герметизации штыба газа V^пот для нарушения угля с высокой скоростью газоотдачи (линия 1) и ненарушенного угля (линия 2), использование прямолинейности графика зависимости количества десорбированного штыбом газа от корня квадратного из времени, прошедшего с момента образования штыба, позволяет определить для начального периода десорбции величину V^t, а также величины V_t ^эксп, V^пот и К.As can be seen from figure 1, which shows graphs of the dependences of the amount of gas desorbed by coal on the time of desorption and the methodology for determining the amount of desorbed until the gas sheath is sealed V ^sweat for breaking coal with a high gas recovery rate (line 1) and undisturbed coal (line 2), use straightness graph of amount of desorbed gas shtyba the square root of the elapsed time since the formation of culm, to determine the initial period of desorption value V ^t, and also ^exp value V _t, V ^sweat and K.

Вычисляют по формуле (3) разности количеств газа, определенных по величине снижения температуры штыба и по динамике газовыделения из него в период замера температуры, и при Δ V_t > 0 вычисляют поправку на определенное по динамике газовыделения из штыба количество десорбированного газа.The differences in the amounts of gas determined by the value of decreasing the temperature of the bar and the dynamics of gas evolution from it during the temperature measurement are calculated by formula (3), and when Δ V _t > 0, the correction for the amount of desorbed gas determined by the dynamics of gas evolution from the bar is calculated.

Как видно из фиг.2, характер изменения величины снижения температуры штыба при десорбции из него газа, измеряемый с помощью данного метода в зонах различной геологической нарушенности, может быть различным, так как до момента начала измерения температуры штыба из него успевает десорбироваться различное количество газа. Кривая 1 на фиг.2 показывает характер изменения величины снижения температуры штыба при десорбции из него газа при бурении шпуров в ненарушенной зоне пласта, когда скорость газовыделения из штыба невелика, в результате чего до момента герметизации штыба из него успевает десорбироваться небольшое количество газа и величина снижения температуры штыба за счет десорбции газа также невелика. В результате этого в течение периода времени до 10 мин температура штыба оказывается близкой к постоянной, а следовательно, невелико и изменение величины снижения температуры штыба, вычисленное по этой измеренной температуре, так как происходящий теплообмен с окружающей средой уменьшает дальнейшее снижение температуры при десорбции новых порций газа. Определение количества десорбированного газа в этом случае достаточно точно осуществляется с помощью используемой в прототипе методики, показанной на фиг.2, поэтому корректировка полученного по этой методике количества десорбированного газа на величину Δ V_t ^max обычно не производится, так как в этом случае обычно выполняется условие Δ V_t ^max ≅0.As can be seen from figure 2, the nature of the change in the decrease in temperature of the bayonet during gas desorption, measured using this method in zones of different geological disturbances, can be different, since before the temperature is measured, the bayonet has a different amount of gas desorbed from it. Curve 1 in Fig. 2 shows the nature of the change in the temperature decrease of the bayonet during gas desorption during drilling of holes in the undisturbed zone of the formation, when the gas release rate from the bayonut is small, as a result of which a small amount of gas has time to be desorbed from the bayonet and the amount of decrease the temperature of the flange due to gas desorption is also low. As a result, over a period of time up to 10 min, the temperature of the bayonet is close to constant, and therefore, the change in the decrease in temperature of the bayonet calculated from this measured temperature is small, since the heat exchange with the environment reduces the further decrease in temperature during desorption of new portions of gas . The determination of the amount of desorbed gas in this case is quite accurately carried out using the methodology used in the prototype shown in FIG. 2, therefore, the correction of the amount of desorbed gas obtained by this technique by Δ V _t ^{max is} usually not performed, since in this case the condition is usually fulfilled Δ V _t ^max ≅0.

При бурении шпуров в более геологически нарушенных зонах интенсивность газовыделения из штыба увеличивается и соответственно, увеличивается величина охлаждения штыба в результате десорбции газа (кривая 1 на фиг.2). В зависимости от интенсивности теплообмена с окружающей средой эта кривая 2 может иметь максимум в первые 10 мин замера температуры штыба или быть практически горизонтальной в интервале времени от начала замера до 750 с. When drilling holes in more geologically disturbed areas, the intensity of gas evolution from the pit increases and, accordingly, the cooling amount of the pit as a result of gas desorption increases (curve 1 in figure 2). Depending on the intensity of heat exchange with the environment, this curve 2 may have a maximum in the first 10 minutes of measuring the temperature of the bar or be practically horizontal in the time interval from the beginning of the measurement to 750 s.

При бурении шпуров в наиболее геологически нарушенных зонах значительная, а часто и основная часть газа успевает десорбироваться из штыба до момента его герметизации, в результате чего замер температуры штыба в начальный момент времени показывает значительное снижение температуры штыба за счет десорбции (кривая 3 на фиг.2), причем в ряде случаев дальнейшего снижения температуры штыба зафиксировать уже не удается, как следствие теплообмена с окружающей средой, который является более интенсивным, чем в двух предыдущих случаях, в результате большего перепада температур между штыбом и окружающей средой. Расчет количества десорбированного до момента герметизации штыба газа с помощью используемой в прототипе методики оказывается в этом случае неточным, так как уравнение (8) описывает только начальный период газовыделения из штыба, когда из него десорбирована небольшая часть содержащегося в нем газа, поэтому в случае быстрой десорбции газа из штыба необходима корректировка полученных по этой методике количеств десорбированного штыбом газа на величину Δ V_t ^max, определенную на основе сравнения результатов расчета величины V_t ^T, вычисленной по формуле (2), характер изменения которой показан на кривой 2, фиг.3, с результатами определения количества десорбированного штыбом газа V_t на основе экспериментального замера динамики газовыделения по формуле (8), которые показаны на кривой 1, фиг.3. В результате выполненной корректировки величин V_t для наиболее тектонически препарированного штыба, имеющего высокую скорость газоотдачи, получают более точные величины количества десорбированного штыбом газа в различные моменты времени, показанные на фиг.3 в виде кривой 3.When drilling holes in the most geologically disturbed areas, a significant, and often the main part of the gas manages to be desorbed from the shaft before it is sealed, as a result of which measuring the temperature of the shaft at the initial time shows a significant decrease in the temperature of the shaft due to desorption (curve 3 in Fig. 2 ), and in some cases a further decrease in the temperature of the bayonet cannot be fixed, as a result of heat exchange with the environment, which is more intense than in the two previous cases, as a result greater temperature differential between the environment and culm. The calculation of the amount of gas stripped before sealing the sheath using the method used in the prototype turns out to be inaccurate in this case, since equation (8) describes only the initial period of gas evolution from the sheath, when a small part of the gas contained in it is desorbed, therefore, in the case of rapid desorption gas from the bayon, it is necessary to adjust the amounts of gas stripped by the bayon by this method by the value Δ V _t ^max , determined by comparing the results of the calculation of the value of V _t ^T calculated according to the formula (2), the nature of the change of which is shown on curve 2, Fig. 3, with the results of determining the amount of gas desorbed by the bayonet V _t based on the experimental measurement of gas evolution dynamics according to the formula (8), which are shown on curve 1, Fig. 3. As a result of the adjustment of the values of V _t for the most tectonically prepared bay, having a high gas recovery rate, more accurate values of the amount of gas stripped by the bay at various points in time are shown, shown in figure 3 in the form of curve 3.

Таким образом, поправка Δ V_t ^max вносится в результаты экспериментального исследования динамики газовыделения из угля только в том случае, если результаты расчета количества десорбированного газа по величине снижения температуры штыба показывают, что до момента герметизации штыба им десорбировано больше газа, чем приближенно вычислено на основе использования экспериментальных данных о динамике газовыделения с момента герметизации штыба.Thus, the correction Δ V _t ^max is introduced into the results of an experimental study of the dynamics of gas evolution from coal only if the results of calculating the amount of desorbed gas from the value of the reduction in the temperature of the bayonet show that they desorbed more gas before sealing the bayon than approximately calculated on the basis of use of experimental data on the dynamics of gas evolution from the moment of sealing the bayonet.

После проверки точности определения количества газа, десорбированного штыбом в начальный период времени, и внесения в случае необходимости поправки Δ V_t ^max, производят оценку степени выбросоопасности, вычисляя ориентировочно величину показателя степени n^ор в уравнении Айрея (1). Однако для получения точного значения показателя степени n из этого уровня необходимо знать величины А и t_о, для точного определения которых необходимо длительное время. Поэтому при осуществлении экспресс-метода с целью наиболее быстрого получения информации о выбросоопасности разрабатываемой зоны пласта при вычислении ориентировочного значения n^op из формулы (1) используют значения А и t_о, полученные при изучении исследованной ранее пробы угля, отобранной в этой же зоне на этом же интервале длины шпура и имевшей аналогичную динамику газовыделения.After checking the accuracy of determining the amount of gas stripped by the bayonet in the initial period of time, and making amendments, Δ V _t ^max , if necessary, the degree of outburst hazard is estimated by calculating approximately the value of the exponent n ^op in the Airy equation (1). However, to obtain the exact value of the exponent n from this level, it is necessary to know the values of A and t _о , for the exact determination of which a long time is required. Therefore, when implementing the express method in order to most quickly obtain information about the outburst hazard of the developed zone of the formation, when calculating the approximate value n ^op from formula (1), the values A and t _о obtained from studying the previously studied coal sample taken in the same zone on this the same interval of the length of the hole and had a similar dynamics of gas evolution.

Таким образом, при осуществлении экспресс-метода для повышения оперативности получаемой информации при выполнении расчетов используют величины А и t_о, влажности и теплоемкости угля теплоты десорбции метана из угля, полученные при исследовании предыдущих проб штыба, отобранных в этой же зоне.Thus, when implementing the express method, to increase the efficiency of the information obtained during the calculations, the values A and t _о , humidity and heat capacity of coal, heat of desorption of methane from coal, obtained from the study of previous samples of the sample taken in the same zone, are used.

Оценку степени выбросоопасности разрабатываемой зоны пласта с целью обеспечения надежности прогноза целесообразно производить на основе одновременного учета величины снижения температуры бурового штыба Δ T_tи величины показателя степени n^ор, определенных из уравнения (6) и уравнения Айрея (1) соответственно.It is advisable to evaluate the degree of outburst hazard of the developed zone of the formation in order to ensure the reliability of the forecast based on the simultaneous consideration of the decrease in temperature of the drill head Δ T _t and the magnitude of the exponent n ^op determined from equation (6) and the Airy equation (1), respectively.

Величину критического снижения температуры бурового штыба за счет десорбции газа Δ Т^кр, свидетельствующую о выбросоопасности разрабатываемой зоны угольного пласта, невозможно принять постоянной для абсолютно всех угольных пластов, так как на эту величину влияет целый ряд характеристик слагающего пласт угля и прежде всего его теплоемкость, влажность, стадия метаморфизма, прочность и энергия связи метана с углем.The value of the critical decrease in the temperature of the drill core due to gas desorption Δ T ^cr , indicating the outburst hazard of the developed zone of the coal seam, cannot be taken constant for absolutely all coal seams, since this value is influenced by a number of characteristics of the coal constituting the seam, and primarily its heat capacity, humidity , stage of metamorphism, strength and binding energy of methane with coal.

Поэтому перед началом использования способа определяют экспериментальную величину снижения температуры бурового штыба за счет десорбции из него метана в выбросоопасных зонах, определенных на основе применения других нормативных методов, и устанавливают перепад температуры Δ Т^кр, при достижении которого зону следует относить к выбросоопасным.Therefore, before starting to use the method, the experimental value for reducing the temperature of the drill head due to the desorption of methane from it in the hazardous areas determined on the basis of other regulatory methods is determined and the temperature difference Δ T ^{cr is set} , at which the zone should be classified as hazardous.

По результатам применения экспресс-метода зону относят к выбросоопасным в двух случаях:
если по формуле (6) получено значение снижения температуры штыба Δ T_t ^max ≥ΔТ^кр;
если выполняются одновременно два условия:
а) Δ T_t ^max - Δ T_кр < 0;
б) ориентировочно вычисленное из формулы (1) значение показателя степени n^op< 0,3.According to the results of applying the express method, the zone is considered to be hazardous in two cases:
if, according to the formula (6), the value of decreasing the temperature of the bar was obtained Δ T _t ^max ≥ΔT ^cr ;
if two conditions are fulfilled simultaneously:
a) Δ T _t ^max - Δ T _cr <0;
b) tentatively calculated from formula (1), the value of the exponent n ^op <0.3.

После оценки выбросоопасности разрабатываемой зоны пласта экспресс-методом продолжают контроль и запись динамики газовыделения из штыба до момента доставки его в лабораторию. After assessing the outburst hazard of the developed zone of the formation by the express method, monitoring and recording of the dynamics of gas evolution from the bay continues until it is delivered to the laboratory.

Для уточнения количества десорбированного штыбом газа до момента его герметизации определяют влажность штыба, его теплоемкость и интегральную теплоту десорбции газа и угля, а также количество газа V^шахт и V^лаб и остаточную газоносность угля при давлении 0,1 МПа, определяют величину V_t ^T по формуле (2) и в случае необходимости производят корректировку ранее полученной величины V^пот, после чего определяют действительное количество десорбированного штыбом газа до момента установления сорбционного равновесия А_факт по формуле
А^факт = V^пот + V^шахт + V^лаб, см³/г, (9) где V^пот - количество газа, десорбированное штыбом до момента его герметизации в герметичной емкости после бурения шпура, см³/г;
V^шахтн - количество газа, десорбированное штыбом с моментаего герметизации в горной выработке до момента начала его исследования в лаборатории, см³/г;
V^лаб - количество газа, десорбированное штыбом в лаборатории до момента установления сорбционного равновесия при давлении 0,1 МПа, см³/г.To clarify the amount of gas desorbed by a bayonet until its sealing, the humidity of the bayonet, its heat capacity and the integral heat of desorption of gas and coal, as well as the amount of gas V ^mines and V ^lab and the residual gas content of coal at a pressure of 0.1 MPa, determine the value of V _t ^T formula (2) and, if necessary, adjust the previously obtained value of V ^sweat , and then determine the actual amount of gas desorbed by the bayonet until the sorption equilibrium is established. A _fact by the formula
And the ^fact = V ^sweat + V ^mines + V ^lab , cm ³ / g, (9) where V ^sweat is the amount of gas desorbed by the bayonet until it was sealed in a sealed container after drilling a hole, cm ³ / g;
V ^shaft - the amount of gas desorbed by a bayonet from the moment of sealing in the mine until the moment of the beginning of its research in the laboratory, cm ³ / g;
V ^lab is the amount of gas desorbed by the bayonet in the laboratory until the sorption equilibrium is established at a pressure of 0.1 MPa, cm ³ / g.

Газоносность угля в призабойной зоне определяют, складывая величину А_факт и остаточную газоносность штыба при давлении 0,1 МПа.The gas content of coal in the bottomhole zone is determined by adding the value of A _fact and the residual gas content of the block at a pressure of 0.1 MPa.

Полученное по формуле (9) действительное количество газа А_факт, десорбированное штыбом до установления сорбционного равновесия при атмосферном давлении, и время t_о, за которое десорбируется 63% газа от величины А_факт, представляют в уравнение Айрея (1) и определяют действительное значение показателя степени n, что позволяет описать динамику газовыделения из штыба в удобном для хранения информации виде с помощью величин А_факт, t_о и n, а также уточнить степень выбросоопасности разрабатываемой зоны пласта по действительной величине показателя степени n, определенного по формуле
n = ln{ln[A_факт/(А_факт - V_t)]}/ln(t/t_o) (10)
В случае, если для признанной ранее на основе использования экспресс-метода невыбросоопасной призабойной зоны окажется, что n не превышает величины n^гр, принятой в качестве граничного значения выбросоопасности для аналогичных угольных пластов на основе анализа статистических данных о величинах n в выбросоопасных зонах, то эту зону считают выбросоопасной.Received by the formula (9) the actual amount of gas A _fact desorbed culm until a sorption equilibrium at atmospheric pressure, and t the time _of, for which desorbs 63% of the gas from the quantity A _fact represent a Aire equation (1) and determining the actual value of the index degree n, which allows us to describe the dynamics of gas evolution from the bay in a form convenient for storing information using the values of A _fact , t _о and n, as well as to clarify the degree of outburst hazard of the developed zone of the reservoir by the actual value of the display of degree n defined by the formula
n = ln {ln [A _fact / (A _fact - V _t )]} / ln (t / t _o ) (10)
If for recognized previously through the use of a rapid method nevybrosoopasnoy bottom zone appears that n does not exceed the value n ^c, adopted as a boundary value outburst for similar coalbed by analyzing the statistics of n values in outburst zones, then this the zone is considered outlier hazardous.

По величинам показателя степени n и времени t_о определяют величину диффузионного параметра τ по формуле (4) и по найденному значению τ определяют величину коэффициента диффузии D по формуле (5), подставляя в нее величину радиуса микропористых частиц угля r_о, определяемую по формуле
r_o = 3G/(S˙ρ) см, (11) где G - вес использованного для исследования штыба, г;
S - удельная поверхность штыба, см²/г;
ρ - плотность штыба, г/см³.The magnitude of the exponent n and the time t _о determine the value of the diffusion parameter τ according to the formula (4) and the found value of τ determines the diffusion coefficient D according to the formula (5), substituting the value of the radius of the microporous coal particles r _о , determined by the formula
r _o = 3G / (S˙ρ) cm, (11) where G is the weight of the bayonet used for research, g;
S is the specific surface of the rod, cm ² / g;
ρ is the density of the rod, g / cm ³ .

Практическая проверка возможности реализации способа была осуществлена при проведении подготовительных выработок по пласту К_з ^в"Бераль" на западном крыле шахты "Перевальская" в Селезневском угольном районе Донбасса, который является особо опасным по внезапным выбросам угля и газа. Уголь пласта К_з ^в "Бераль" имеет выход летучих веществ 9,6-11,5%, влажность 0,6-4,2% и плотность 1,38 г/см³. Пласт не подработан, его газоносность составляет 18-20 м³/т, глубина залегания 300-340 м.Practical verification of the feasibility of the method was carried out during the development workings of the reservoir to the _west ⁱⁿ "Beral" on the western flank of the mine "Perevalsk" in Seleznevsky Donbass coal region, which is especially dangerous to sudden outbursts of coal and gas. K Coal formation _of ^a "Beral" has the volatile content 9,6-11,5% moisture 0,6-4,2% and a density of 1.38 g / cm ^3. The layer has not been earned, its gas content is 18-20 m ³ / t, the depth of 300-340 m.

При проведении шахтных экспериментов на расстоянии 0,5 м от стенки подготовительной выработки бурились в направлении подвигания забоя шпуры длиной 3,5 м и отбирались пробы штыба с различных интервалов бурения, преимущественно на расстоянии 1,5 м от забоя, 2,5 м и 3,5 м от забоя. Замер температуры штыба осуществлялся с помощью электротермометров с платиновым и медным чувствительными элементами I и II класса точности, лабораторными термометрами ТЛ и минимальными термометрами, цена деления которых равна соответственно 0,3^о, 0,5^о, 0,2^о и 0,1^о, в течение 10 мин с момента отбора пробы штыба и выполнялся одновременно с замером динамики газовыделения.When conducting mine experiments at a distance of 0.5 m from the wall of the preparatory workings, 3.5 m long boreholes were drilled in the direction of moving the bottom of the face and samples of the pit were taken from different drilling intervals, mainly at a distance of 1.5 m from the bottom, 2.5 m and 3 5 m from the bottom. The temperature of the bayonet was measured using electrothermometers with platinum and copper sensitive elements of accuracy class I and II, laboratory thermometers TL and minimum thermometers, the division value of which is 0.3 ^o , 0.5 ^o , 0.2 ^o and 0.1 ^o, respectively , within 10 min from the moment of sampling the bayonet and was carried out simultaneously with the measurement of the dynamics of gas evolution.

Для определения динамики газовыделения из штыба в начальный период времени использовались десорбционные ампулы, в которые загружалось от 15 до 40 г штыба, имевшие приспособление для быстрой герметизации их после загрузки и обеспечения замера количества десорбированного газа, после чего производилось лабораторное определение остаточной газоносности отобранных в герметичные емкости образцов. Интегральная теплота десорбции метана из отобранных образцов угля пласта К_з ^в "Бераль" определялась для различных перепадов давления с помощью низкотемпературного микрокалориметра Кальве фирмы "Сетарам", а величина удельной поверхности образцов с помощью измерительного комплекса "Акусорб" этой же фирмы, имеющего точность измерения поверхности 0,001 м², в лаборатории проблем рудничных газов и пыли Института проблем комплексного освоения недр РАН.To determine the dynamics of gas evolution from the bayonet in the initial period of time, desorption ampoules were used, in which from 15 to 40 g of bayonet were loaded, which had a device to quickly seal them after loading and to ensure the measurement of the amount of desorbed gas, after which laboratory determination of the residual gas content taken into sealed containers was carried out samples. Integral heat methane desorption of the selected coal seam samples K _of ^a "Beral" determined for any differential pressure by low-temperature microcalorimeter Calvet "Setar" company, and the specific surface area of samples using a measuring complex "Akusorb" of the same company having a surface accuracy of measurement 0.001 m ² , in the laboratory of problems of mine gases and dust of the Institute for Problems of Integrated Subsoil Development of the Russian Academy of Sciences

Результаты использования способа иллюстрируются следующим примером. При бурении шпуров длиной 3,5 м в зоне геологического нарушения в западном откаточном штреке на западном крыле шахты "Перевальская", пласт К_з ^в "Бераль", где была зарегистрирована большая часть газодинамических явлений, и на различном расстоянии от зоны геологического нарушения были отобраны пробы штыба и изучена динамика газовыделения из них и изменения температуры штыба в результате десорбции из него метана.The results of using the method are illustrated by the following example. During the drilling of holes of 3.5 m in the zone of the geological irregularities in western haulage drift on the west wing shaft "Perevalsk", ⁱⁿ the formation _of K "Beral" where most of the gas-dynamic phenomena has been registered, and at a different distance from the geological fault zones were selected samples of the washer and studied the dynamics of gas evolution from them and changes in the temperature of the washer as a result of the desorption of methane from it.

На фиг.1 показаны графики зависимостей количества десорбированного углем газа и методика определения количества десорбированного до момента герметизации штыба газа V^пот из выбросоопасной зоны, имевшего высокую скорость газоотдачи (V_нар ^пот, линия 1) и из ненарушенной зоны в 23 м от начала геологического нарушения (V_ненар ^пот, линия 2). Начальная газоносность обоих образцов, отобранных на глубине 3,5 м от забоя, различалась незначительно и была равна соответственно 17,5 и 18,0 см³/г. Как видно из фиг.1, определение количества десорбированного газа с помощью используемого в прототипе метода является надежным только в тех случаях, когда скорость десорбции не очень велика, так как доля десорбированного штыбом газа в этом случае небольшая в течение длительного времени и прямолинейность линии 2 на фиг.1 сохраняется довольно долго. В то же время из показанной в виде линии 1 на фиг. 1 кинетики десорбции газа из штыба нарушенного угля из выбросоопасной структуры видно, что после момента герметизации штыба линия 1 в используемых координатах теряет свою прямолинейность. Поэтому применяемый в прототипе метод будет давать заниженные результаты, так как зафиксировать в процессе замера динамики газовыделения начальный участок десорбционно-кинетической кривой, для которой этот метод разработан, уже не удастся. Однако вычисление количества десорбированного газа по величине охлаждения штыба позволит и в этом случае получить достаточно точные результаты.Figure 1 shows a plot of amount of desorbed gas coal and technique for determining the amount of desorbed gas prior to sealing culm V outburst of ^sweat band, which had a high gas recovery rate (V _nar ^sweat, Line 1) and of unbroken zone 23 m from the beginning of the geological violations (V _Nenar ^pot , line 2). The initial gas content of both samples taken at a depth of 3.5 m from the bottom differed slightly and was equal to 17.5 and 18.0 cm ³ / g, respectively. As can be seen from figure 1, the determination of the amount of desorbed gas using the method used in the prototype is reliable only in cases where the desorption rate is not very high, since the fraction of gas desorbed by the bayonet in this case is small for a long time and the straightness of line 2 on figure 1 is stored for a rather long time. At the same time, from the line 1 shown in FIG. Figure 1 shows the kinetics of gas desorption from a bayonet of broken coal from an outburst-hazardous structure that, after the bayonet is sealed, line 1 in its used coordinates loses its straightness. Therefore, the method used in the prototype will give underestimated results, since it will not be possible to fix the initial portion of the desorption-kinetic curve for which this method was developed during the measurement of gas evolution dynamics. However, the calculation of the amount of desorbed gas by the amount of cooling of the bayonet will make it possible to obtain fairly accurate results in this case.

Рассмотрим методику применения данного способа на примере исследования образца бурового штыба, имевшего Δ Р = 31, динамика газовыделения из которого показана на фиг.1, линия 1. Влажность штыба W^р = 0,6%, теплоемкость сухого угля с = 1,2 Дж/(г˙град), теплоемкость воды с_В = 4,19 Дж/(г˙град), интегральная теплота десорбции газа из угля q = 0,9146 Дж/см³, плотность ρ = 1,3 г/см³, остаточная газоносность штыба при давлении 0,1 МПа равна 4,1 см³/г. Геометрическая температура горных пород на глубине ведения горных работ была равна 17,5^оС, температура бурового штыба на интервале бурения 3,0-3,5 м в дегазированной части призабойной зоны пласта Т^дег.шт = 19,3^оС, удельная поверхность штыба S = 5800 см²/г, критическое значение величины снижения температуры штыба в выбросоопасных зонах Δ Т^кр = 5^о.Consider the methodology for applying this method on the example of the study of a sample of a drill core that had Δ P = 31, the dynamics of gas evolution from which is shown in figure 1, line 1. The humidity of the shaft W ^p = 0.6%, the heat capacity of dry coal c = 1.2 J / (grad), the heat capacity of water with _B = 4.19 J / (grad), the integral heat of desorption of gas from coal q = 0.9146 J / cm ³ , density ρ = 1.3 g / cm ³ , the residual gas content of the pulp at a pressure of 0.1 MPa is 4.1 cm ³ / g. Geometric temperature of rocks at depths of mining operations was equal to 17.5 ^{° C,} the temperature range for drilling culm drilling 3.0-3.5 m in degassed part bottomhole formation zone ^deg.sht T = 19.3 ^{° C,} specific surface shtby S = 5800 cm ² / g, the critical value of the temperature reduction of the shtib in the hazardous areas Δ T ^cr = 5 ^about .

Динамика изменения величины снижения температуры штыба при десорбции из него метана для этого образца штыба показана на фиг.2, линия 3 (период времени, предшествующий началу измерения температуры, на графике не показан; замер температуры начался одновременно с измерением динамики десорбции газа из него после герметичного закрытия емкости). Как видно из фиг.2, линия 3 величина снижения температуры угля в момент времени t = 170 с оказалась равной Δ T_t = 6,2^о, причем в этот момент величина Δ T_t = Δ T_t ^max.The dynamics of the decrease in the temperature of the flange during the desorption of methane for this flange sample is shown in Fig. 2, line 3 (the time period preceding the start of temperature measurement is not shown in the graph; temperature measurement began simultaneously with the measurement of the dynamics of gas desorption from it after tight tank closure). As can be seen from figure 2, line 3, the value of reducing the temperature of coal at time t = 170 s turned out to be Δ T _t = 6.2 ^about , and at this moment the value Δ T _t = Δ T _t ^max .

Количество газа, десорбированного из штыба через 170 с после его образования, вычисляется по величине снижения температуры штыба по формуле (2):
V $\binom{т}{t}$ =

= 8.66 см³/г.The amount of gas stripped from the shaft after 170 s after its formation is calculated by the magnitude of the decrease in temperature of the bayonet according to the formula (2):
V

\binom{t}{t}

=

= 8.66 cm ³ / g.

В то же время величина количества десорбированного газа, определенная по фиг.2, линия 3, по используемой в прототипе методике на основе применения формулы (7) равна только V_t = 3,26 см³/г. Это свидетельствует о непригодности использования прототипа для определения газоносности угля в нарушенной части призабойной зоны разрабатываемых угольных пластов, то есть именно там, где это больше всего необходимо для практики разработки газоносных угольных пластов. Таким образом, необходима корректировка полученных на фиг.1, линия 1, экспериментальных на величину
Δ V_t ^max = 8,66 - 3,26 = 5,40 см³/г,
как показано на фиг.3, где линия 1 - десорбционно-кинетическая кривая, полученная на основе измерения количества десорбированного штыбом газа. Линия 2 - десорбционно-кинетическая кривая, полученная в результате вычисления количества десорбированного штыбом газа по формуле (2) по величине экспериментально измеренного перепада температур Δ T_t, вызванного десорбцией газа из штыба; линия 3 - фактическая десорбционно-кинетическая кривая, полученная после корректировки линии 1 фиг.3 на величину Δ V_t ^max.At the same time, the amount of desorbed gas determined in FIG. 2, line 3, according to the method used in the prototype based on the application of formula (7), is only V _t = 3.26 cm ³ / g. This indicates the unsuitability of using the prototype to determine the gas content of coal in the disturbed part of the bottomhole zone of the developed coal seams, that is, exactly where it is most needed for the practice of developing gas-bearing coal seams. Thus, a correction is necessary obtained in figure 1, line 1, experimental by
Δ V _t ^max = 8.66 - 3.26 = 5.40 cm ³ / g,
as shown in figure 3, where line 1 is a desorption-kinetic curve obtained on the basis of measuring the amount of gas desorbed by a bayonet. Line 2 is a desorption-kinetic curve obtained by calculating the amount of gas stripped by a bay by formula (2) from the value of the experimentally measured temperature difference Δ T _t caused by gas desorption from the bay; line 3 is the actual desorption-kinetic curve obtained after adjusting line 1 of FIG. 3 by Δ V _t ^max .

Так как полученная величина Δ T_t ^max = 6,2^о больше величины Δ Т^кр= 5^о, то разрабатываемая зона была отнесена к выбросоопасным. Действительно, при проходке западного откаточного штрека в режиме сотрясательного взрывания произошло газодинамическое явление небольшой мощности и образовалась полость выброса характерной формы.Since the obtained value Δ T _t ^max = 6.2 ^about more than the value Δ T ^cr = 5 ^about , the developed zone was classified as outburst hazardous. Indeed, when driving the western recoil drift in the mode of tremulous blasting, a gas-dynamic phenomenon of small power occurred and a characteristic ejection cavity was formed.

Количество газа, десорбированное углем до момента установления сорбционного равновесия А_факт, оказалось равным 13,4 см³/г, а время tо за которое десорбировалось 63% газа от величины А, равным 2,75 мин.The amount of gas desorbed by coal before the establishment of sorption equilibrium A _fact turned out to be 13.4 cm ³ / g, and the time t0 during which 63% of the gas from the value A was desorbed was equal to 2.75 min.

Показатель степени n, вычисленной по формуле (10), полученной из уравнения Айрея (1), оказался равным n = 0,15. The exponent n calculated by formula (10) obtained from the Airy equation (1) turned out to be n = 0.15.

Выполненный статистический анализ величин показателя степени n для образцов угля выбросоопасной структуры, отобранных в местах газодинамических явлений, происходивших в зонах геологических нарушений, показал, что в качестве граничного может использоваться величина n^гр = 0,3.A statistical analysis of the values of the exponent n for samples of coal of an outburst-hazardous structure taken in places of gas-dynamic phenomena occurring in zones of geological disturbances showed that the value n ^gr = 0.3 can be used as the boundary value.

Сравнение полученной для исследованного бурового штыба величины n = 0,15 с величиной n^гр = 0,3 показало, что n < n^гр, то есть по этому признаку зона является выбросоопасной.Comparison of the value n = 0.15 obtained for the studied drill core with the value n ^g = 0.3 showed that n <n ^g , that is, according to this sign, the zone is outburst hazardous.

По полученным величинам n и t_о была вычислена величина диффузионного параметра τ по формуле (4)
τ = [1 - exp(-(2,75)^-0,15)]^-2 = 3,01 мин.Using the obtained values of n and t _о , the value of the diffusion parameter τ was calculated by the formula (4)
τ = [1 - exp (- (2.75) ^-0.15 )] ^-2 = 3.01 min.

Средняя величина радиуса микропористых частиц угля, вычисленная по формуле (11), оказалась равной r_о = 6,43˙10^-4 см, а величина коэффициента диффузии метана в угле, вычисленная по формуле (5), была равна
D=

= 1.997·10^-10 см²/с
=1,9977˙10^-10 см²/c
Основным достоинством предлагаемого способа является повышение достоверности определения количества десорбированного штыбом газа до момента герметизации штыба, что позволяет использовать его в зонах любой геологической нарушенности. Использование одновременного измерения величины снижения температуры штыба, вызванного десорбцией из него газа, и газовыделения из штыба позволяет повысить достоверность и оперативность определения выбросоопасных зон в призабойной части разрабатываемого угольного пласта и в то же время использовать полученные при прогнозе выбросоопасности экспериментальные данные для решения других задач практики горного дела, связанных с определением десорбционно-кинетических характеристик угля и его газоносности в призабойной зоне пласта, прогнозом и управлением газовыделением, оценкой эффективности различных видов воздействия на газоносный угольный пласт с целью изменения интенсивности газоотдачи из него на различных этапах выделения горных работ.The average radius of microporous coal particles calculated by the formula (11) turned out to be r _о = 6.43˙10 ^-4 cm, and the methane diffusion coefficient in coal calculated by the formula (5) was equal to
D =

= 1.997 · 10 ^-10 cm ² / s
= 1.9977˙10 ^-10 cm ² / s
The main advantage of the proposed method is to increase the reliability of determining the amount of gas desorbed by a bayonet until the bayonet is sealed, which allows it to be used in areas of any geological disturbance. The use of simultaneous measurement of the decrease in the temperature of the pit caused by the desorption of gas from it and the gas release from the pit allows one to increase the reliability and efficiency of determining the outburst zones in the near-bottom part of the coal seam being developed and at the same time use the experimental data obtained in the outburst forecast to solve other problems of mining practice cases related to the determination of desorption-kinetic characteristics of coal and its gas content in the bottomhole formation zone, about Nozomi and control gas evolution, evaluation of the effectiveness of different types of effects on the gas-bearing coal seam gas recovery in order to change the intensity of it at various stages of selection of mining.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить создание единой системы определения, хранения, анализа и использования информации о газодинамических свойствах разрабатываемых угольных пластов на каждом горнодобывающем предприятии, наиболее эффективно и с минимальными затратами использовать вычислительную технику для повышения эффективности подземной разработки газоносных месторождений полезных ископаемых и безопасности горных работ на всех этапах разработки газоносных месторождений, и особенно выбросоопасных угольных пластов. The proposed method allows for the creation of a unified system for determining, storing, analyzing and using information about the gas-dynamic properties of the developed coal seams at each mining enterprise, using computer technology most efficiently and at the lowest cost to increase the efficiency of underground mining of gas-bearing mineral deposits and mining safety at all stages of development of gas-bearing deposits, and especially outburst coal seams.

Преимуществами предлагаемого способа являются существенное повышение точности определения газоносности и десорбционно-кинетических характеристик призабойной зоны разрабатываемого угольного пласта и обеспечение возможности комплексного получения и использования информации о газоносности и газодинамических свойствах слагающего пласт угля, возможность оценки необходимых характеристик пласта экспресс-методом и последующего уточнения этой информации на основе использования одних и тех же экспериментальных данных для прогноза выбросоопасности и интенсивности газовыделения в горные выработки. The advantages of the proposed method are a significant increase in the accuracy of determining the gas content and desorption-kinetic characteristics of the bottomhole zone of the developed coal seam and providing the possibility of integrated obtaining and using information on gas content and gas-dynamic properties of the coal forming the bed, the ability to evaluate the necessary characteristics of the formation by the express method and then refine this information on based on the use of the same experimental data for predicting Dew hazard and intensity of gas evolution in mine workings.

Способ позволяет снизить затраты времени для получения необходимой информации и расширить область использования приборов и оборудования, существенно уменьшить материальные и трудовые затраты, связанные с исследованием газодинамических характеристик и газоносности призабойной зоны разрабатываемых угольных пластов в шахтах и повысить безопасность труда в них. The method allows to reduce the time required to obtain the necessary information and expand the field of use of instruments and equipment, significantly reduce the material and labor costs associated with the study of gas-dynamic characteristics and gas content of the bottom-hole zone of the developed coal seams in the mines and improve labor safety in them.

Claims

METHOD FOR DETERMINING EMISSIBLE ZONES AND GAS POSSIBILITY OF COAL LAYERS IN THE BOTH ZONE, including drilling holes in a coal mass, sampling a hole and placing them in an airtight container, measuring the dynamics of gas evolution from the shaft and determining the amount of gas contained in the coal before drilling starts, by determining the amount of gas desorbed by the bayonet until the bayonet is sealed in the tank, the amount of gas desorbed by the bayonet during its residence in the tank and its residual gas content, characterized in that limit the specific heat and humidity of coal in the reservoir being developed, the density of the cob and the heat of desorption of gas from it, the geothermal temperature of the rocks, the critical value of the decrease in the temperature of the cob in the outburst zones of the seams having similar characteristics, the magnitude of which the developed zone of the reservoir is classified as outburst, during a period of time up to 10 minutes simultaneously measure the temperature of the bayonet and the dynamics of gas evolution from it, determine for different points in time the temperature difference between the bayonets the drill bit obtained by drilling a reference hole in the degassed part of the bottomhole zone of the formation being examined at the same drilling interval along the length of the hole as when sampling the drill bit, and the temperature of the drill bit and the maximum value for the obtained temperature differences, after which only the evolution of gas evolution is measured from the bayonet, according to the results of measuring the magnitude of the reduction in the temperature of the bayonet, the amount of gas desorbed from it at different times is calculated by the formula
V

\binom{t}{t}

=

, cm ³ / g,
where W ^p - moisture content of coal,%;
C is the heat capacity of dry coal, J / (g · deg);
C _in - heat capacity of water, J / (g · deg);
Δ T _t - decrease in coal temperature due to desorption of gas from it at the same time when the amount of desorbed gas is measured, deg;
q is the integral heat of desorption of gas from coal, J / cm ³ ,
determine the amount of gas desorbed by the bayonet V _t at the same time points for which the value of V _t ^{t was} calculated using the dynamics of gas evolution from the bayonet during the measurement of its temperature, calculate the differences in the quantities of gas determined by the decrease in temperature of the bayonet and gas evolution from it during the period of measuring the temperature of the bar according to the formula
Δ V _t = V _t ^t - V _t , cm ³ / g,
and at ΔV _t >> 0, the correction Δ V _t ^max for the amount of desorbed gas obtained from the gas evolution dynamics is determined until the flange is sealed, which is used to adjust the experimentally obtained data on gas evolution dynamics, after which the approximate exponent n _{op is} determined from the Airy equation
V _t = A [1 - exp (- (t / t _o ) ⁿ )], cm ³ / g,,
where V _t is the amount of gas, cm ³ / g, desorbed 1 g of coal at time, min;
A is the amount of gas that is desorbed from coal until the sorption equilibrium is established, cm ³ / g;
t ₀ is the time during which 63% of the value of A is desorbed, min;
n is the exponent, depending on the fracture of the sample
(0 <n <1),
taking A and t ₀ equal to the values obtained previously for coal selected in the same zone of the formation and having the same dynamics of gas evolution, the developed zone of the formation is evaluated as outlier hazardous, provided

where ΔT _t ^max is the maximum value of the temperature difference between the shaft obtained when drilling a reference hole in the degassed part of the bottomhole zone of the formation being examined at the same drilling interval along the length of the hole as when taking the test sample of the drill head and the temperature of the probe being studied, degrees;
T _cr - the critical value of the temperature reduction of the bayonet for hazardous areas, degrees;
from the amount of gas contained in the coal before drilling the hole, and the amount of gas that contains coal in equilibrium at atmospheric pressure, determine the actual value A for the studied drill core A _fact and time t ₀ , during which 63% of the gas is desorbed from the value A _fact , and using these values, the exponent n is calculated from the Airy equation, its value is compared with the boundary value of the exponent n _gr and the outburst hazard of the bottomhole zone is calculated, the diffusion parameter τ is calculated from mule
τ = [1 - exp (- (t _o ) ^-n )] ^-2 , min,
and the found value of τ determines the value of the diffusion coefficient D by the formula
D =

cm ² / s
where r ₀ is the radius of the microporous particles of coal, cm;
τ - diffusion parameter, min.