SU1023108A1 - Способ моделировани внезапного выброса горной породы - Google Patents

Abstract

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВНЕЗАПНОГО MJBPocA ГОРНОЙ порода, включапций изготовление модели, создание условий моделировани  горного давлени  в виде внешней нагрузки на модель и давлени  газа путем насы{цени  модели газом, разрушение мо ел  и регистрацию происход щих при этом процессов, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности и надежности моделировани  внезапного выброса горной породы за счет создани  условий моделировани  более близких к естественным, разрушение модели ведут зар де взрывчатого в ества в насЕ ценных и ненасЕлценных газом зонах модели, при этом насыцение газом производ т в области действи  зар да взрывчатого вещества путем добавлени  в песчано-цементный раствор модельного материала карбида кальци  с размерами частиц 0,5-2 мм в количестве 0,44 г на 1 дм раствора, а про вление выброса количественно оценивают ho разности объема и интенсивности раз (Л рушений, замеренных в насьвценных и ненас{лценных газом зонах.

Description

INO

bo

00

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  изучени  внезапных выбросов горных пород в лабораторных услови х. Известны способ и устройство . дл  моделировани  процесса внезапного выброса угл , включающие созд ние нагрузки на блок, имитирующий кровлю и почву выpaбotки, подачу газа в полость, имитирующую нарушенную зону пласта, разрушение угольного образца и регистрацию происход щих при этом процессов ра рушени  Недостатком способа  вл етс  отсутствие возможности моделировани  газонасыцени  среды, окружающей горную выработку, и изучени  е . поведени  при взрывной проходке вы работки.. Наиболее близким по технической сущности и подучаемому результату к за вленному  вл етс  способ моде ровани  внезапного выброса угл  и газа, включающий изготовление моде создание условий моделировани  гор го давлени  в виде внешней нагрузк ка модель, и давлени  газа путем н оыцени  модели газом, разрушение Аюдели и регистрацию происход щих при этом процессов 2. Недостатком способа  вл етс  от сутствие возможности моделировани  внезапного выброса газонасыщенной породы при вэрывной проходке выработки . Цель изобретени  - повышение точ ности и надежности моделировани  внезапного выброса горной породы з счет создани  условий моделировани более близких к естественным. Поставленна  цель достигаетс  т что согласно способу, включающему готовление модели, создание условий моделировани  горного давлени  в виде внешней нагрузки на модель давлени  газа путем насыщени  моде ли газом, разрушенне модели и регистрацию происход щих при зтам про цессов, разрушение модели ведут за р дом взры 9чатого вещества в насыщенных и ненасыценных газом зонах модели, при этом насьвцение.газом производ т в области действи  зар  да взрывчатого вещества путем добавлени  в песчано-цементный раствор модельного материала карбида ка ци  с размерами частиц 0,5-2 мм в к личестве 0,4-4 г на 1 дм раствора , а про вление выброса количественно оценивают по разности объема и интенсивности разрушений, замеренных в насыщенных и ненасыщенных газс  зонах. На чертеже изображено устройство , по сн ющее способ моделировани внезапного выброса горных пород. Способ осуществл етс  следующим образом. В модели 1 при ее изготовлении из песчано-цементного раствора, моделирующего при затвердевании горную породу, с ее торца формируют две цилиндрические полости различного диаметра 2 и 3, моделирующие выработку и шпур, а также область , насыщенную горючим газом 4, котора  имеет определенные размеры и местоположение в модели, относительно шпура. Газонасыценную область формируют при заливке модели путем добавлени  в песчано- цементный раствор карбида кальци  с размерами частиц 0,52 мм в соотношении 0,4-4 г на 1 дм раствора. Карбид кальци  вступает в реакцию с водой, наход щейс  в растворе, при этом выдел етс  аце- тилен и тепло, которое способствует более быстрому затвердеванию раствора вокруг места расположени  частиц карбида кальци  и консервации ацетилена в модели. Выбранные размеры частиц карбида кальци  обеспечивают равномерное распределение ацетилена по объему газонасыщенной области. Вес частиц карбида кальци , приход щий на I дм раствора, выбирают таким, чтобы выделилось 0,1-1 л ацетилена. При наличии 0,1 л ацетилена в 1 дм раствора и его последую щем окислении при взрьше зар да взрывчатого вещества наблюдаетс  увеличение объема разрушени  модели, имитирующегб выброс, а при увеличении кoнцeнтpaци I ацетилена более чем 1 л на 1 дм раствора происходит прорыв газа за ,пределы формируемой газонасыаденной области и модели. Дл  увеличени  времени концентрации ацетилена в .модели при ее отливке примен ют маловодную песчано-цементную смесь, в которую добавл ют клей, типа ПВА, и другие загустители , способствующие уменьшению пористости бетона. Камера 5, в которой формируетс  модель, выполн е-t и функции взрывной камеры, а ее кролика служит устройством передающим давление Р на модель, моделирующее давление горноЯ выработки. Измерение напр жений, возниканхцих при взрыве шпурового зар да взрьшчатого вещества и при окислении воздушно-ацетиленовой смеси, осуг ществл етс  с помощью пьеэоэлектри- . ческих датчиков давлени  6. При взрыве зар да взрывчатого вещества 3 образуетс , система трещин, охватывающа  газонасыденную горючим газом область модели. При этом происходит активное освобождение ацетилена и его окисление, при котором дополнительно выдел етс  энерги  производ ща  работу по дроблению .среды, имитиру  выброс. Производ т замер объема и интенсивнос.ти разрушени , при этом определ ют размеры среднего куска разрушенного материала модели и объем образованной полости по весу отбитого материала и его плотности. Опыт повтор ют без насыцеии  зоны модели газом, а про вление выброса количественно оценивают по разности объема и интенсивности разрушений, замеренных в насыщенных и ненасыцеиных газом зонах. Мен   в модели расположение газонасыценйой области относительно зар да взрывчатого вещества, ее размеры и количество газа в пласте (путем изменени  массы карбида кальци ), а также добавление, имитирующее горное давление, устанавливают закономерности протек ани  в;ы6росов и их зависимость от величины провоцирующего взрывного импульса.

Преимущества способа заключаютс  в том, -что он позвол ет проводить исследование действи  различных типов взрывчатых веществ в насыценных и не

0 насыщенных газом зонах и на этой основе , использу  законы моделировани  и проверочные эксперименты в промышленных услови х, создавать буровзрывные паспорта, обеспечивающие

5 проходку горной выработки в выбросорпасных услови х с малой веро тностью про влени  внезапных выбросов, что способствует повншению безопасности ведени  горных работ.

Claims (1)

1. СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВНЕЗАПНОГО ВЫБРОСА ГОРНОЙ ПОРОДЫ, включающий изготовление модели, создание условий моделирования горного давления в виде внешней нагрузки на •модель и давления газа путем насыщения модели газом, разрушение модели и регистрацию происходящих при этом процессов, отличающий* с я тем, что, с целью повышения точности и надежности моделирования внезапного выброса горной породы за счет создания условий моделирования более близких к естественный, разрушение модели ведут зарядом взрывчатого вещества в насыщенных и ненасыщенных газом эонах модели, при этом насыщение газом производят в области действия заряда взрывчатого вещества путем добавления в песчано-цементный раствор модельного материала карбида кальция с размерами частиц 0,5-2 мм в количестве 0,44 г на 1 дм³ раствора, а проявление выброса количественно оценивают по разности объема и интенсивности разрушений, замеренных в насыщенных и ненасыщенных газом зонах.