RU2211334C2 - Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт - Google Patents
Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211334C2 RU2211334C2 RU2001119034/03A RU2001119034A RU2211334C2 RU 2211334 C2 RU2211334 C2 RU 2211334C2 RU 2001119034/03 A RU2001119034/03 A RU 2001119034/03A RU 2001119034 A RU2001119034 A RU 2001119034A RU 2211334 C2 RU2211334 C2 RU 2211334C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- mining
- sections
- mobility
- extraction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при прогнозировании газообильности подземных горных выработок и очистных забоев. Техническим эффектом изобретения является повышение точности и эффективности способов и схем управления газовыделением и оперативная оценка особенностей газокинетических процессов в отрабатываемом массиве горных пород. Для этого определяют прогнозные значения относительной газообильности выемочных участков (ВУ) угольных шахт по геологоразведочным данным о стратиграфии, газоносности угольных пластов и вмещающих пород и по результатам мониторинга рудничной атмосферы аналогичных ВУ или предыдущих интервалов отработки действующего месторождения. Проводят геологическую и/или геофизическую разведку ВУ, для которых составляют прогноз, с установлением типа и параметров выявленных тектонических нарушений (ТН) и уточнением прогнозных значений относительной газообильности в зонах влияния ТН. При этом в качестве аналогичных ВУ выбирают близколежащие участки с близкой производительностью или отработанные интервалы действующих участков. Для них определяют прогнозные значения газообильности участков и интервалов. По данным мониторинга рудничной атмосферы в процессе их отработки определяют характер динамических изменений газообильности ВУ на всем его протяжении. На основании этих изменений определяют амплитуду и периодичность газогеомеханических процессов на ВУ, для которого составляют прогноз. Причем участки роста газовыделения относят к зоне интенсивности развития газогеомеханических процессов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при прогнозе газообильности подземных горных выработок и очистных забоев, на основе которого осуществляется проектирование вентиляции угольных шахт и отдельных выемочных участков, выбор способов и средств управления газовыделением, определение допустимой по газовому фактору производительности очистных забоев и решение других задач, связанных с обеспечением безопасных условий труда.
Известен способ прогнозирования опасных газопроявлений, заключающийся в том, что по данным геологоразведочных работ определяют природную газоносность угольных пластов и закономерности нарастания ее с увеличением глубины их залегания, после чего оценивают критическую глубину опасных газопроявлений, критическую газоносность угольных пластов и выявляют зоны, где возможны внезапные прорывы метана в призабойное пространство из смежных пластов и газонаполненых вмещающих пород (В .В. Сидорчук и др. Прогнозирование опасных газопроявлений в шахтах Ленинского района Кузбасса. Кемерово, 2000 г., с. 121-127).
Основным недостатком известного способа является то, что объектом прогнозирования является только газодинамическая опасность (внезапные выбросы угля и газа, внезапные выдавливания угля, суфляры, горные удары и т.д.).
Известен способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт, включающий определение прогнозных значений их относительной газообильности по геологоразведочным данным о стратиграфии месторождения, газоносности угольных пластов и технологии их отработки, с корректировкой результатов прогноза согласно фактической газообильности горных работ в аналогичных условиях, в т.ч. в зонах влияния малоамплитудных тектонических нарушений, устанавливаемых сейсмо- и/или электроразведкой выемочных полей с получением пространственного положения нарушений, после чего находят прогнозное значение степени повышения газообильности выемочных участков в зонах влияния нарушений и вводят поправки в прогнозные значения относительной газообильности (авторское свидетельство СССР 1244349, класс E 21 F 7/00, опубликовано в 1986 г.).
Недостатком известного способа является низкая достоверность, т.к. корректировка прогнозных показателей относительной газообильности не учитывает циклических особенностей процессов сдвижений горных пород и их газового дренирования по длине выемочных столбов, с учетом которых влияние малоамплитудных тектонических нарушений существенно снижается и может носить даже обратный характер, уменьшая амплитуду циклического газопритока в выработанное пространство по всей длине выемочного участка.
Предложен способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт, включающий определение прогнозных значений их относительной газообильности по геологоразведочным данным о стратиграфии месторождения, газоносности угольных пластов и вмещающих пород и по результатам мониторинга рудничной атмосферы аналогичных выемочных участков или при отработке части действующего участка, проведение геологической и/или геофизической разведки выемочных участков, для которых составляется прогноз, с установлением типа и параметров выявленных тектонических нарушений и уточнением прогнозных значений относительной газообильности в зонах влияния малоамплитудных тектонических нарушений.
Новым в предложенном способе является то, что для выбранных аналогичных участков определяют прогнозные значения относительной газообильности, сравнивают их с данными мониторинга рудничной атмосферы в процессе их отработки, определяют характер динамических изменений газообильности выемочного участка на всем его протяжении и на основании этих изменений определяют амплитуду и периодичность газогеомеханических процессов на выемочном участке, для которого составляют прогноз, причем участки роста газовыделения относят к зоне интенсивности развития геомеханических процессов.
Отличием является также то, что по динамике газовыделения на выемочном участке определяют квазистатические и динамические составляющие газообильности выработанного пространства по его длине, при этом зоны резкого спада притока газа в выработанное пространство после достижения максимума динамической составляющей относят к областям наличия дополнительного стока в виде дневной поверхности или вышележащего выработанного пространства, а зоны ее плавного снижения относят к областям аэрогазодинамической замкнутости объема газокинетических процессов на выемочный участок.
Использование предлагаемого способа прогноза газообильности новых или действующих выемочных участков позволяет повысить точность прогноза, эффективность способов и схем управления газовыделением и обеспечивает возможность оперативной оценки особенностей газогеомеханических процессов в массиве горных пород.
Интенсивная разгрузка газоносных массивов горных пород при отработке выемочных столбов сопровождается адекватной реакцией их газового потенциала. В подавляющем большинстве случаев она проявляется в виде соответствующих квазистатических и периодических динамических изменений в газообильности выемочного участка.
Эти процессы, непрерывно регистрируемые системой мониторинга рудничной атмосферы, могут служить индикатором изменений свойств и состояния вмещающих пород, особенностей их сдвижений, что позволит с большей надежностью судить, например, об одном из основных в рудничной аэрогазодинамике показателе - относительной газообильности выемочного участка.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны прогнозные значения газообильности аналогичного выемочного участка, на фиг. 2 - фактические значения газообильности для этого же участка по данным мониторинга рудничной атмосферы, на фиг.3 - график квазистатических изменений газообильности выработанного пространства, на фиг. 4 - график динамических изменений газообильности выработанного пространства.
Для выполнения прогноза газообильности нового выемочного участка и участка, выбранного в качестве аналога, необходимо произвести оценку ресурсов газа в пределах их выемочных столбов, для чего используют данные геологической разведки о стратиграфии месторождения, характеризующие изменения свойств массива по площади выемочных столбов: мощность пласта, пропластков и междупластий, расстояние их от устьев скважин, газоносность, выход летучих, зольность, влажность и угол падения пластов.
Для оценки изменчивости природной газоносности и ресурсов газа (метана) по площади могут быть использованы известные разработки, например, Института угля и углехимии СО РАН:
методика и программа подготовки пластовых геологоразведочных данных по геологическим скважинам;
методика и программа картирования и трассирования горно-геологических данных;
методика и программа автоматизированного пространственного прогноза газообильности выемочного участка с учетом изменчивости свойств и состояний массива горных пород и технологических параметров.
методика и программа подготовки пластовых геологоразведочных данных по геологическим скважинам;
методика и программа картирования и трассирования горно-геологических данных;
методика и программа автоматизированного пространственного прогноза газообильности выемочного участка с учетом изменчивости свойств и состояний массива горных пород и технологических параметров.
В соответствии с реальным графиком отработки выемочного столба на основе нормативного метода для нового выемочного участка и для ранее отработанного выемочного участка с аналогичными условиями и близкой производительностью или же ранее отработанных интервалов действующего участка определяют прогнозные показатели общей относительной газообильности по участку и по основным источникам газовыделения для интервалов подвигания забоя. На графике (фиг. 1) показаны примеры прогнозных значений qрасч по длине выемочного участка с близкой производительностью, где 1 - общая относительная газообильность, 2 - относительная газообильность выработанного пространства, 3 - относительная газообильность разрабатываемого пласта и отбитого угля.
По данным системы мониторинга рудничной атмосферы, проводившегося при отработке данного участка, определяют, например, с суточной, декадной или месячной периодичностью, фактическую общую относительную газообильность qфакт основным источникам. На графике (фиг.2) показаны примеры фактических значений этих показателей, где 4 - фактическая общая относительная газообильность, 5 - фактическая относительная газообильность выработанного пространства, 6 - фактическая относительная газообильность разрабатываемого пласта и отбитого угля. Для корректировки прогнозных значений газообильности нового участка определяют отношения qфакт/qрасч по длине аналогичного ранее отработанного выемочного участка и с учетом этого уточняют значения прогнозируемой общей относительной газообильности и по источникам газовыделения в зависимости от изменения горно-геологических условий по длине нового участка. Полученные уточненные газокинетические показатели по длине выемочного участка (общая относительная газообильность и по источникам газовыделения) используют для построения графических зависимостей, аналогичных по форме, например, приведенным на фиг.2.
Квазистатическую составляющую относительной газообильности по длине участка определяют по изменению отношений фактических и расчетных значений относительной газообильности выработанного пространства по длине выемочного участка (фиг. 3, график 7). По динамике и величине квазистатического изменения газовыделения относительно распределения ресурсов газа в надрабатываемом массиве по длине выемочного столба оценивают влияние надработки.
Динамическую составляющую относительной газообильности определяют как разницу между относительной газообильностью выработанного пространства и квазистатической составляющей и по ней устанавливают характер динамических изменений газообильности выработанного пространства по его протяженности (фиг.4, график 8) и определяют их периоды и амплитуду.
Участки роста газовыделения относят к зоне интенсивного развития газогеомеханических процессов в подрабатываемой толще пород с соответствующим ростом нагрузок на вентиляционную систему участка, на средства поддержания кровли и т.д. О высоте зоны просадки кровли судят по объему метана, выделившегося за единичный период (цикл), относительно ресурсов газа в подрабатываемом массиве. Резкий спад притока метана после достижения максимума (фиг. 4, интервал подвигания 230-350 м) является признаком достижения зоной сдвижения пород кровли области влияния дополнительного стока, например, в виде дневной поверхности или вышележащего выработанного пространства. Плавное снижение притока метана после достижения максимума (фиг.4, интервал подвигания 750-1100 м) свидетельствует об аэрогазодинамической замкнутости зоны газокинетических процессов на выемочный участок. Прогнозирование отклонений характеристик динамических и квазистатических интервалов от их типичных значений осуществляют по данным геологической и/или геофизической разведки выемочного участка, для которого составляют прогноз. Такая разведка позволяет установить наличие в пределах выемочного участка надработанных по вышележащему пласту участков, предохранительных целиков, тектонических нарушений и других зон, аномальных по газовыделению, учесть степень их влияния на ожидаемую газообильность участка и заранее принять меры по предупреждению нежелательных явлений. На заключительной стадии предлагаемого способа полученные расчетные значения общей относительной газообильности и ее основных источников по всей длине нового выемочного участка уточняют с учетом выявленных динамических изменений для ранее отработанных выемочных участков или интервалов подвигания действующего и наличия аномальных по газовыделению зон.
В приведенном примере представлен графический способ обработки данных, связанных с прогнозом и уточнением показателей. Эти же результаты можно получить с использованием математических методов.
Предложенный способ может получить практическое применение при наличии базы данных системы мониторинга рудничной атмосферы по отрабатываемым выемочным участкам и обеспечит наибольшую надежность прогноза газопроявлений при оснащении шахт компьютеризированной системой мониторинга рудничной атмосферы.
Claims (2)
1. Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт, включающий определение прогнозных значений их относительной газообильности по геологоразведочным данным о стратиграфии месторождения, газоносности угольных пластов и вмещающих пород и по результатам мониторинга рудничной атмосферы аналогичных выемочных участков или при отработке части действующего участка, проведение геологической и/или геофизической разведки выемочных участков, для которых составляют прогноз, с установлением типа и параметров выявленных тектонических нарушений и уточнением прогнозных значений относительной газообильности в зонах влияния тектонических нарушений, отличающийся тем, что определяют прогнозные значения относительной газообильности для аналогичных выемочных участков и сравнивают их с данными мониторинга рудничной атмосферы этих же участков в процессе их отработки, определяют характер динамических изменений газообильности выемочного участка на всем его протяжении и на основании этих изменений определяют амплитуду и периодичность газогеомеханических процессов на выемочном участке, для которого составляют прогноз, причем участки роста газовыделения относят к зоне интенсивности развития газогеомеханических процессов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по динамике газовыделения на выемочном участке определяют квазистатические и динамические составляющие газообильности выработанного пространства по его длине, при этом зоны резкого спада притока газа после достижения максимума динамической составляющей относят к областям наличия дополнительного стока в виде дневной поверхности или вышележащего выработанного пространства, а зоны плавного снижения после достижения максимума относят к областям аэрогазодинамической замкнутости газокинетических процессов на выемочный участок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001119034/03A RU2211334C2 (ru) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001119034/03A RU2211334C2 (ru) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001119034A RU2001119034A (ru) | 2003-06-20 |
RU2211334C2 true RU2211334C2 (ru) | 2003-08-27 |
Family
ID=29245629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001119034/03A RU2211334C2 (ru) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2211334C2 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103323887A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-09-25 | 中煤科工集团重庆研究院 | 一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统 |
RU2524860C1 (ru) * | 2013-06-27 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах |
RU2528807C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах |
RU2584023C1 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна |
CN111612643A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-01 | 中国矿业大学 | 一种瓦斯抽采对象与抽采措施优选匹配方法 |
RU2814072C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2024-02-21 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке газообильной шахты |
CN117648834A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-05 | 天津矿智科技有限公司 | 一种基于三维煤层的瓦斯参数预测方法及系统 |
-
2001
- 2001-07-09 RU RU2001119034/03A patent/RU2211334C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524860C1 (ru) * | 2013-06-27 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах |
CN103323887A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-09-25 | 中煤科工集团重庆研究院 | 一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统 |
CN103323887B (zh) * | 2013-07-09 | 2016-03-02 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统 |
RU2528807C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах |
RU2584023C1 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна |
CN111612643A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-01 | 中国矿业大学 | 一种瓦斯抽采对象与抽采措施优选匹配方法 |
CN111612643B (zh) * | 2020-05-18 | 2022-06-21 | 中国矿业大学 | 一种瓦斯抽采对象与抽采措施优选匹配方法 |
RU2814072C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2024-02-21 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Способ прогноза ресурсов шахтного метана на выемочном участке газообильной шахты |
CN117648834A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-05 | 天津矿智科技有限公司 | 一种基于三维煤层的瓦斯参数预测方法及系统 |
CN117648834B (zh) * | 2024-01-30 | 2024-04-09 | 天津矿智科技有限公司 | 一种基于三维煤层的瓦斯参数预测方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Villegas et al. | Hangingwall surface subsidence at the Kiirunavaara Mine, Sweden | |
Zhang et al. | Experimental and numerical investigation on coal drawing from thick steep seam with longwall top coal caving mining | |
Rafiee et al. | Determination and assessment of parameters influencing rock mass cavability in block caving mines using the probabilistic rock engineering system | |
Karacan et al. | Numerical analysis of the impact of longwall panel width on methane emissions and performance of gob gas ventholes | |
Asadi et al. | Profiling function for surface subsidence prediction in mining inclined coal seams | |
Cheng et al. | Predicting underground strata movements model with considering key strata effects | |
RU2211334C2 (ru) | Способ прогноза газообильности выемочных участков угольных шахт | |
Karacan et al. | Probabilistic modeling using bivariate normal distributions for identification of flow and displacement intervals in longwall overburden | |
Karacan | Predicting methane emissions and developing reduction strategies for a Central Appalachian Basin, USA, longwall mine through analysis and modeling of geology and degasification system performance | |
Baryakh et al. | Seismic–geomechanical control of water-impervious strata in potassium mines | |
Strzalkowski et al. | Analytical and numerical method assessing the risk of sinkholes formation in mining areas | |
Malinowska et al. | Geomechanical modeling of subsidence related strains causing earth fissures | |
Oparin et al. | Geomechanical monitoring of temporal lining in railway tunneling in complex geological conditions | |
German | Rock failure prediction in mines by seismic monitoring data | |
Mohtasham Seyfi et al. | Estimation of coal seams gas content for evaluating potential use of methane drainage system in Tabas coal mine | |
Stam et al. | Back analysis of roof classification and roof support systems at Kestrel North | |
Orlov | The effects of rock deformation in underground coal gasification | |
Patyńska | Methane emissions from ventilation and degasification systems of hard coal mines in Poland in the years 2001–2010 | |
Ren et al. | Firedamp drainage optimization using geotechnical and CFD modelling techniques | |
Eremenko et al. | Microseismic monitoring of geodynamic phenomena in rockburst-hazardous mining conditions | |
RU2222698C2 (ru) | Способ определения зон выхода газа на поверхность при подработке горного массива очистным забоем | |
Akpanbayeva et al. | Assessing a natural field of rock mass stress by means of in-situ measurements within Vostochnaya Sary-Oba deposit in Kazakhstan. | |
RU2246006C1 (ru) | Способ управления кровлей в лавах при разработке газоносных пластов угля | |
Yutiaev et al. | Allocation of the geo-dynamically hazardous zones during intensive mining of flat-lying coal seams in the mines of SUEK-Kuzbass JSC | |
Adoko et al. | A methodology for assessing rock mass damage in underground mining |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060710 |