RU2067182C1 - Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening - Google Patents

Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening Download PDF

Info

Publication number
RU2067182C1
RU2067182C1 SU5050628A RU2067182C1 RU 2067182 C1 RU2067182 C1 RU 2067182C1 SU 5050628 A SU5050628 A SU 5050628A RU 2067182 C1 RU2067182 C1 RU 2067182C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radius
wells
seam
rate
opening
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Рафаиловна Бельская
Алексей Александрович Рубинский
Александр Григорьевич Радченко
Михаил Александрович Ильяшов
Original Assignee
Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности filed Critical Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности
Priority to SU5050628 priority Critical patent/RU2067182C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2067182C1 publication Critical patent/RU2067182C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening includes prognostication of seam outburst by the sizes of relieved zone in front of the opening. When opening face approaches the coal seam, exploratory hole is drilled to fully cross the seam. Rate of gas emission q1 from hole is measured before its stabilization. Then, one more hole is drilled and gas emission rate q2 is measured by similar procedure. Ratio value
Figure 00000003
by nomograph is used to determine radius R of relieved zone and to compare with safe radius R Rs. Part of seam in point of opening is considered nonhazardous if R>RRs. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии угольных пластов. The invention relates to the mining industry and can be used for opening coal seams.

Известен способ прогноза выбросоопасности угольного пласта в месте вскрытия, включающий бурение разведочных скважин при приближении забоя вскрывающей выработки к угольному пласту на расстояние не менее трех метров по нормали для измерения газового давления и отбора проб угля. Выбросоопасность пласта определяется по трем-четырем пробам. Давление газа измеряется не менее чем в двух скважинах, пробуренных на расстоянии не менее трех метров. Наблюдение за давлением газа проводят в течение нескольких суток до установления его максимального значения (см. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. М. 1989). A known method for predicting the outburst hazard of a coal seam at the opening point, including drilling exploratory wells when approaching the bottom face of the openings to the coal seam at a distance of at least three meters normal for measuring gas pressure and sampling coal. Formation hazard is determined by three to four samples. Gas pressure is measured in at least two wells drilled at a distance of at least three meters. Monitoring of gas pressure is carried out for several days until its maximum value is established (see Instructions for the safe conduct of mining operations on formations hazardous for sudden emissions of coal, rock and gas. M. 1989).

Недостатком способа является то, что показатель выбросоопасности определяется в двух-трех точках впереди забоя вскрывающей выработки, а по нему оценивается выбросоопасность всего забоя и окружающей его зоны, что снижает достоверность способа. The disadvantage of this method is that the outburst hazard indicator is determined at two or three points in front of the face of the cutting mine, and the outburst hazard of the whole face and its surrounding zone is estimated, which reduces the reliability of the method.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ прогноза выбросоопасности угольных пластов в месте вскрытия, включающий бурение двух скважин на расстоянии не более 1 м от кутков выработки до полного пересечения пласта для определения скорости газовыделения и отбора проб угля. Максимальную скорость газовыделения замеряют в интервале времени до момента ее падения, а по отобранным пробам угля определяют величину иодного показателя. По этим двум показателям осуществляют прогноз выбросоопасности пласта (см.а.с. СССР N 1167356, К 21 F 5/00, 1985). The closest to the proposed technical essence and the achieved result when using is a method for predicting the outburst hazard of coal seams at the opening site, which includes drilling two wells at a distance of not more than 1 m from the cuttings to the complete intersection of the formation to determine the rate of gas evolution and sampling coal. The maximum gas evolution rate is measured in the time interval until it falls, and the iodine value is determined from the selected coal samples. According to these two indicators, the outburst hazard of the formation is carried out (see USSR AS N 1167356, K 21 F 5/00, 1985).

Недостатком способа является низкая достоверность, связанная с тем, что прогноз осуществляют по показателям выбросоопасности, полученным в двух точках вскрываемого пласта, и на этом основании прогнозируют выбросоопасность всего пласта в месте вскрытия. The disadvantage of this method is the low reliability associated with the fact that the forecast is carried out according to the hazard indicators obtained at two points of the reservoir being opened, and on this basis, the hazard of the entire reservoir at the opening point is predicted.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании способа прогноза выбросоопасности угольного пласта в месте вскрытия по размерам разгружаемой зоны впереди вскрывающей выработки. The problem to which the invention is directed, is to create a method for predicting the outburst hazard of a coal seam at the opening site according to the size of the unloaded zone in front of the opening mine.

Для этого в известном способе прогноза выбросоопасности угольного пласта в месте вскрытия, включающем бурение разведочных скважин до полного пересечения угольного пласта, измерение скорости газовыделения из скважин и определение показателя выбросоопасности, скорость газовыделения из скважин измеряют в интервале времени до момента ее стабилизации, бурение второй скважины производят после стабилизации скорости газовыделения из первой скважины, по измеренным значениям скорости газовыделения с помощью номограммы определяют радиус разгруженной зоны R, сравнивают его с безопасным радиусом Rб и относят часть пласта в месте вскрытия к выбросоопасной, если R≥Rб.To do this, in the known method for predicting the outburst hazard of a coal seam at the opening site, including drilling exploratory wells until the coal seam completely intersects, measuring the gas release rate from the wells and determining the outburst hazard, the gas release rate from the wells is measured in the time interval until it is stabilized, the second well is drilled after stabilization of the rate of gas evolution from the first well, the radius of radius is determined from the measured values of the gas evolution velocity using the nomogram loaded zone R, compare it with a safe radius R b and attribute part of the reservoir at the opening to the outburst hazard, if R≥R b .

Для построения номограммы, с помощью которой определяют радиус разгруженной зоны, использовалась зависимость, характеризующая интерференцию скважин, т.е. влияние газовыделения из первой скважины на газовыделение из второй (см. Л. С.Лейбензон. Собрание трудов. Том. II. Подземная гидрогазодинамика, М. Изд-во Академии наук СССР, 1953, с. 544):

Figure 00000004

где g1 скорость установившегося газовыделения из первой скважины, л/мин;
g2 скорость установившегося газовыделения из второй скважины, л/мин;
R радиус зоны питания скважины (разгруженной зоны), м;
2a расстояние между скважинами, м;
ρ радиус скважины, м.To build a nomogram, with the help of which the radius of the unloaded zone is determined, a dependence was used that characterizes the interference of the wells, i.e. the effect of gas evolution from the first well on gas evolution from the second (see L. S. Leibenzon. Proceedings. Volume II. Underground hydrodynamics, M. Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1953, p. 544):
Figure 00000004

where g 1 the rate of steady-state gas evolution from the first well, l / min;
g 2 steady-state gas evolution rate from the second well, l / min;
R is the radius of the well supply zone (unloaded zone), m;
2a the distance between the wells, m;
ρ well radius, m

Это соотношение используется в газовой промышленности для выбора оптимального расстояния между скважинами, чтобы избежать подсоса при наиболее полном использовании месторождения в известных его границах. Выбор соотношения для построения номограммы основан на существующих воззрениях о фильтрационных особенностях углей выбросоопасных пластов. Газопроницаемость угля в нетронутом массиве близка к нулю. Выделение газа в скважину происходит лишь из разгруженной зоны, образованной влиянием выработки, мероприятий по предотвращению выбросов и самой скважины. Наличие и размеры такой зоны позволяют судить о безопасности дальнейших работ по вскрытию пласта. This ratio is used in the gas industry to select the optimal distance between wells in order to avoid leakage when the field is used to the fullest extent within its known boundaries. The choice of ratio for the construction of the nomogram is based on existing views on the filtration characteristics of the coal from the hazardous strata. The gas permeability of coal in an untouched mass is close to zero. Gas is released into the well only from the unloaded zone formed by the influence of production, emission control measures and the well itself. The presence and size of such a zone allows us to judge the safety of further development work.

Номограмма для определения радиуса разгруженной зоны построена следующим образом. Принят стандартный диаметр скважины d=43 мм, обычный для рабочих скважин Донбасса, т.е. r=0,00225 м. Серия кривых рассчитана для расстояний между скважинами 2а, где а 0,2 м; 0,25 м; 0,30 м; 0,35 м.1,0 м. Шаг радиуса разгруженной зоны взят 0,1 м, т.е. значение

Figure 00000005
при фиксированном а рассчитывается для R 0,2; 0,3; 0,4.10,0 м. Вычисленные значения
Figure 00000006
,
Figure 00000007
наносят на номограмму.Nomogram for determining the radius of the unloaded zone is constructed as follows. The standard borehole diameter d = 43 mm was adopted, which is usual for Donbass working wells, i.e. r = 0.00225 m. A series of curves was calculated for the distances between the wells 2a, where a 0.2 m; 0.25 m; 0.30 m; 0.35 m. 1.0 m. The radius step of the unloaded zone is taken 0.1 m, i.e. value
Figure 00000005
at fixed a it is calculated for R 0.2; 0.3; 0.4.10.0 m. The calculated values
Figure 00000006
,
Figure 00000007
applied to the nomogram.

На фиг. 1 представлена номограмма для определения радиуса разгруженной зоны R, где g1 и g2 установившееся газовыделение из первой и второй скважины; ρ радиус скважины; a расстояние между скважинами. На фиг.2 изображена схема осуществления способа. На фиг.3 схематически изображено расположение разгруженных зон.In FIG. 1 presents a nomogram for determining the radius of the unloaded zone R, where g 1 and g 2 steady-state gas evolution from the first and second wells; ρ well radius; a distance between wells. Figure 2 shows a diagram of the implementation of the method. Figure 3 schematically shows the location of the unloaded zones.

Способ осуществляется следующим образом. При приближении забоя вскрывающей выработки 1 на расстояние не более 2,0 м по нормали к угольному пласту 2 бурят скважину 3 до полного пересечения пласта 2 для определения скорости газовыделения, герметизируют ее с помощью глиняной забойки или специальных герметизаторов таким образом, чтобы длина измерительной камеры была равна мощности пласта. После этого каким-либо прибором для измерения скорости газовыделения (например, ПГ-2МА) определяют скорость газовыделения через каждые 5-10 мин до ее стабилизации (примерно в течение 1-1,5 ч). При быстром изменении скорости газовыделения интервал между измерениями уменьшают до 1-2 мин. Затем бурят вторую скважину 4, расположенную от первой на фиксированном расстоянии 2а (a<R), (а 20, 25, 30, 35, 40.100 см). Для условий Донбасса amin≈20 см. Значение amax определяется техническими условиями и ориентировочным значением R. Измерения скорости между скважинами определяют с точностью не менее 5% После этого по значению

Figure 00000008
по номограмме определяют радиус разгруженной зоны R и сравнивают его с безопасным Rб (см. Инструкцию по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. М. 1989, с.87-89). Часть пласта в месте вскрытия относят к невыбросоопасной, если R>Rб.The method is as follows. When approaching the bottom of the opening mine 1 to a distance of no more than 2.0 m normal to the coal seam 2, a well 3 is drilled until the seam 2 is completely intersected to determine the gas evolution rate, it is sealed with clay clogging or special sealants so that the length of the measuring chamber is equal to the thickness of the reservoir. After that, a gas evolution rate is determined by any device for measuring the rate of gas evolution (for example, PG-2MA) every 5-10 minutes until it stabilizes (approximately 1-1.5 hours). With a rapid change in the rate of gas evolution, the interval between measurements is reduced to 1-2 minutes. Then drill a second well 4, located from the first at a fixed distance 2a (a <R), (a 20, 25, 30, 35, 40.100 cm). For the conditions of Donbass, a min ≈20 cm. The value of a max is determined by the technical conditions and the approximate value of R. Velocity measurements between wells are determined with an accuracy of at least 5%. After that, the value
Figure 00000008
the nomogram determines the radius of the unloaded zone R and compares it with the safe R b (see the Instructions for the safe conduct of mining operations on formations hazardous for sudden emissions of coal, rock and gas. M. 1989, p. 87-89). Part of the reservoir at the opening site is classified as non-non-hazardous if R> R b .

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

Способ был опробован на пласте h 8 7 шахты им. Газеты "Социалистический Донбасс". Бурение первой скважины производилось при приближении вскрывающей выработки к угольному пласту на расстояние 2 м по нормали. Скорость газовыделения из скважины измерялось до ее стабилизации (g1=1,2 л/мин), затем на расстоянии 2а= 0,6 м была пробурена вторая скважина, скорость газовыделения из которой составила g2=0,82 л/мин. Определив величину

Figure 00000009
и зная значение а=0,3 м, по номограмме находим R=10,1 м.The method was tested on reservoir h 8 7 mine them. Newspapers "Socialist Donbass". Drilling of the first well was carried out when approaching the openings to the coal seam at a distance of 2 m normal. The gas release rate from the well was measured before it was stabilized (g 1 = 1.2 l / min), then a second well was drilled at a distance of 2a = 0.6 m, the gas release rate from which was g 2 = 0.82 l / min. Determining the value
Figure 00000009
and knowing the value of a = 0.3 m, from the nomogram we find R = 10.1 m.

Учитывая ширину выработки, равную 4,8 м, пользуясь "Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа", определяем Rб
Rб=(4,8/2-0,3)+4,0=6,1 м.Given the width of the development, equal to 4.8 m, using the "Instructions for the safe conduct of mining on formations hazardous for sudden emissions of coal, rock and gas", we determine R b
R b = (4.8 / 2-0.3) + 4.0 = 6.1 m.

Часть пласта в месте вскрытия относим к невыбросоопасной, так как R>Rб. ЫЫЫ2A part of the reservoir at the opening site is classified as non-non-hazardous, since R> R b . YYY2

Claims (1)

Способ прогноза выбросоопасности угольного пласта в месте вскрытия, включающий бурение разведочных скважин до полного пересечения угольного пласта, измерение скорости газовыделения из скважин и определение показателя выбросоопасности, отличающийcя тем, что предварительно строят номограмму зависимости величины радиуса разгруженной зоны от скорости газовыделения из скважин, бурение второй разведочной скважины производят после стабилизации скорости газовыделения из первой скважины, скорость газовыделения из скважины измеряют в интервале времени до момента ее стабилизации, а в качестве показателя выбросоопасности по измеренным значениям скорости газовыделения с помощью номограммы определяют радиус разгруженной зоны, который сравнивают со значением радиуса безопасной разгруженной зоны, при этом последний определяют из соотношения
Rб=(B/2-a) + Sб, м,
где Rб радиус безопасной разгруженной зоны, м;
B ширина выработки, м;
а половина расстояния между скважинами, м;
Sб минимальное безопасное расстояние, измеряемое от стенки подготовительной выработки (Sб=4,0 м),
и относят часть пласта в месте вскрытия к невыбросоопасной, если величина радиуса разгруженной зоны превышает величину радиуса безопасной разгруженной зоны R больше Rб.A method for predicting the outburst hazard of a coal seam at the opening site, including drilling exploratory wells until the coal seam intersects completely, measuring the gas release rate from the wells and determining an outburst hazard indicator, characterized in that they preliminarily construct a nomogram of the dependence of the radius of the unloaded zone on the gas evolution rate from the wells, drilling a second exploration wells are produced after stabilization of the rate of gas evolution from the first well, the rate of gas evolution from the well is measured in int vomited time until the stabilization, and as an index of outburst from the measured values of gas evolution rate is determined using nomograms radius unloaded zone which is compared with the value of the radius of the unloaded safe zone, the latter being determined from the relation
R b = (B / 2-a) + S b , m,
where R b the radius of the safe unloaded zone, m;
B working width, m;
and half the distance between the wells, m;
S b minimum safe distance, measured from the wall of the preparatory development (S b = 4.0 m),
and relate part of the reservoir at the opening to non-hazardous if the radius of the unloaded zone exceeds the radius of the safe unloaded zone R greater than R b .
SU5050628 1992-07-01 1992-07-01 Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening RU2067182C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5050628 RU2067182C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5050628 RU2067182C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2067182C1 true RU2067182C1 (en) 1996-09-27

Family

ID=21608494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5050628 RU2067182C1 (en) 1992-07-01 1992-07-01 Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2067182C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105486807A (en) * 2015-11-25 2016-04-13 南京缔尔达智能科技有限公司 Method for analyzing hidden safety trouble of dangerous chemical gas

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. М.,1989. Авторское свидетельство СССР № 1167356, кл. Е 21 F 5/00,1986. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105486807A (en) * 2015-11-25 2016-04-13 南京缔尔达智能科技有限公司 Method for analyzing hidden safety trouble of dangerous chemical gas
CN105486807B (en) * 2015-11-25 2017-08-29 南京缔尔达智能科技有限公司 A kind of analysis method of dangerization gas potential safety hazard

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2688714C1 (en) Device and method of determining, during drilling, coefficient of fortress according to protodyakov of the tunnel roof rock based on the sound level meter
CN106245626A (en) A kind of hard formation churning driven enters method
CN110645040A (en) Outburst coal seam &#39;Wuding&#39; gas treatment method based on directional drilling machine
CN106351650A (en) Calculation method of borehole sloughing pressure applicable to the bedding fractured stratum
Jumabayeva CONTROL OF UNDERGROUND WATER IN THE MINE, DETECTION AND PREVENTION OF RISKS
CN106761804A (en) One kind is equipped on TBM advanced hydraulic pressure detection device and method in real time
RU2067182C1 (en) Method for prognostication of coal seam outburst hazard in place of seam opening
CN108412486A (en) A kind of one hole multistage gas pressure real-time monitoring device of mine and its installation method
ENEVER Case studies of hydraulic fracture stress measurement in Australia
CN111219183B (en) Water volume and water pressure detection device
CN104453843B (en) The monitoring while drilling method and its monitoring device of strata pressure
RU2528304C1 (en) Method of determining outburst sites in coal beds
JP2020094434A (en) Face stability evaluation method and tunnel boring method
Gao et al. Synergetic system for water body detection in coal mine: a case study
SU979644A1 (en) Method of determining blowout-hazardous zones
SU608959A1 (en) Method of determining gas permeability of coal seam solid mass
SU1129378A1 (en) Method of determining tectonic disturbances in gas-bearing formation
Singh et al. Investigation of blast damage and underground stability
SU1357592A1 (en) Method of preventing sudden outburst in opening-up of adjoining steep seams of coal by mine working
CN207004577U (en) Stope coal seam plate destructing depth real-time system for monitoring and pre-warning
RU2249688C1 (en) Method for detecting ranges of plastic deformations of salt in cross-section of wells
SU1082970A1 (en) Method of determination of outburst-hazardous zones of coal formations
RU1804566C (en) Method for evaluation of outburst hazard of coal seam zones
SU972141A1 (en) Method of forecasting outburst-hazardous areas
CN105019888A (en) Method for detecting conduction of overlying rock strata crack based on isotope identification