К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах
Проведений аналіз розподілу викидів вугілля і газу по довжині очисних вибоїв для різних систем розробок. Обґрунтовані найбільш небезпечні зони, які вимагають оцінки газодинамічної активності та застосування проти викидних засобів....
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2007
|
| Назва видання: | Физико-технические проблемы горного производства |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107676 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах / А.А. Рубинский, А.Д. Бондаренко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2007. — Вип. 10. — С. 101-105. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-107676 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1076762016-10-24T03:03:19Z К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах Рубинский, А.А. Бондаренко, А.Д. Прогноз и управление состоянием горного массива Проведений аналіз розподілу викидів вугілля і газу по довжині очисних вибоїв для різних систем розробок. Обґрунтовані найбільш небезпечні зони, які вимагають оцінки газодинамічної активності та застосування проти викидних засобів. Mine face length distributions of coal and gas outbursts under various mining methods are analyzed. Most hazardous zones are substantiated, which require estimation of gas dynamic activity and implementation of outburst preventing techniques. 2007 Article К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах / А.А. Рубинский, А.Д. Бондаренко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2007. — Вип. 10. — С. 101-105. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107676 622.831 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Прогноз и управление состоянием горного массива Прогноз и управление состоянием горного массива |
| spellingShingle |
Прогноз и управление состоянием горного массива Прогноз и управление состоянием горного массива Рубинский, А.А. Бондаренко, А.Д. К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах Физико-технические проблемы горного производства |
| description |
Проведений аналіз розподілу викидів вугілля і газу по довжині очисних вибоїв для різних систем розробок. Обґрунтовані найбільш небезпечні зони, які вимагають оцінки газодинамічної активності та застосування проти викидних засобів. |
| format |
Article |
| author |
Рубинский, А.А. Бондаренко, А.Д. |
| author_facet |
Рубинский, А.А. Бондаренко, А.Д. |
| author_sort |
Рубинский, А.А. |
| title |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| title_short |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| title_full |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| title_fullStr |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| title_full_unstemmed |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| title_sort |
к вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Прогноз и управление состоянием горного массива |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/107676 |
| citation_txt |
К вопросу проявлений газодинамической опасности угольных пластов в лавах / А.А. Рубинский, А.Д. Бондаренко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2007. — Вип. 10. — С. 101-105. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Физико-технические проблемы горного производства |
| work_keys_str_mv |
AT rubinskijaa kvoprosuproâvlenijgazodinamičeskojopasnostiugolʹnyhplastovvlavah AT bondarenkoad kvoprosuproâvlenijgazodinamičeskojopasnostiugolʹnyhplastovvlavah |
| first_indexed |
2025-07-07T20:16:39Z |
| last_indexed |
2025-07-07T20:16:39Z |
| _version_ |
1837020637835558912 |
| fulltext |
Прогноз и управление состоянием горного массива
101
УДК 622.831
К ВОПРОСУ ПРОЯВЛЕНИЙ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ
УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В ЛАВАХ
Рубинский А.А., Бондаренко А.Д. (МакНИИ)
Проведений аналіз розподілу викидів вугілля і газу по довжині очисних вибоїв для
різних систем розробок. Обґрунтовані найбільш небезпечні зони, які вимагають
оцінки газодинамічної активності та застосування проти викидних засобів.
ON THE ISSUE OF THE COAL SEAM GAS-DYNAMIC HAZARD
MANIFESTATIONS AT THE UNDERGROUND MINE FACE
Rubinsky A.A., Bondarenko A.D.
Mine face length distributions of coal and gas outbursts under various mining meth-
ods are analyzed. Most hazardous zones are substantiated, which require estimation of
gas dynamic activity and implementation of outburst preventing techniques.
Повышение безопасности разработки угольных пластов, склонных к
газодинамическим явлениям связано с применением прогноза и противо-
выбросных мероприятий, что усложняет технологию ведения горных ра-
бот, требует дополнительных затрат шахт. В связи с этим вопрос о прояв-
лении выбросоопасности при ведении очистных работ приобретает важ-
ное, как научное, так и практическое значение, так как во многом опреде-
ляет уровень безопасности труда и технико-экономических показателей
работы шахт.
Целью работы является обобщение опыта отработки лавами пластов,
опасных по газодинамическим явлениям, в частности, уточнение проявления
выбросоопасности в различных частях лавы в зависимости от принятой сис-
темы разработки.
Как показывает опыт, частота и характер проявления газодинамической
опасности на пологих пластах шахт Донбасса во многом определяется тех-
нологией очистных работ. МакНИИ выполнен анализ выбросоопасности на
пологих пластах Донбасса, происходящих в период с 1953 по 2000 гг. К ана-
лизу принято 493 внезапных выброса. Проявление газодинамической опас-
ности, и распределение ее по длине очистного забоя, характеризуется соче-
танием различных факторов, главными из которых является система разра-
ботки, вид выемки (широко- или узкозахватная), а также особенности кон-
кретного пласта. В Донбассе, при разработке пластов опасных по газодина-
мическим явлениям в основном применяются три системы разработки:
сплошная лава-штрек; сплошная с опережением откаточным (конвейерным)
штреком; столбовая.
В данной работе рассматривается влияние системы разработки на прояв-
ление газодинамической опасности по длине очистного забоя.
Прогноз и управление состоянием горного массива
102
Оценка газодинамической опасности производилась по частоте выбросов
по длине очистного забоя. В связи с тем, что очистные забои пологих пла-
стов имеют разную длину, оценка частоты выбросов производилась по от-
носительной длине лавы:
1
отн в л
−= ⋅ (1)
где в – расстояние от места выброса до откаточного (конвейерного) штрека,
м; л – длина лавы, м.
В относительных единицах вся длина лавы была разбита на десять интер-
валов. Различие по частоте выбросов оценивалось по λ – критерию А.Н.
Колмогорова [1]
max 1 2 1 2/( )Д n n n nλ = ⋅ + (2)
где maxД – максимальное расхождение накопленных частот сравниваемых
распределений; 1 2n n – объем оцениваемых выборок.
За критическое значение принималось ( )P λ = 0,05 [2], где ( )P λ вероят-
ность того, что λ достигнет данной величины (определяемой по таблице).
Приведенные данные на рис. 1,а отражают распределение газодинамиче-
ской опасности по всей совокупности данных.
Как видно из рисунка, максимальная газодинамическая опасность проявля-
ется в концевых участках лав (интервалы 0…0,1; 0,1…0,2 и 0,9…1,0), где
произошло 41,8% всех выбросов. Имеет место незначительный рост частоты
выбросов в интервалах 0,3…0,4 и 0,5…0,6. В остальной части забоев частота
выбросов примерно одинакова.
Приведенные на рисунке 1а распределение удовлетворительно объясня-
ется влиянием систем разработки на распределение газодинамической опас-
ности по длине очистного забоя.
Так, повышенная выбросоопасность в интервалах 0…0,1; 0,1…0,2 и
0,9…1,0 обусловлена применением сплошных систем разработки (рис. 1,б
и 1,в), которые характеризуются наличием концентрации горного давления
на участках лав, непосредственно примыкающим к подготовительным вы-
работкам. Это особенно проявляется при челноковой схеме выемке, при
которой краевая часть угольного пласта на концевых участках лав, не ус-
пев разрушиться и дегазироваться, вновь подвергается воздействию вы-
емочного механизма. Остальная часть очистных забоев характеризуется
меньшей выбросоопасностью. Неравномерность распределения выбросов
на ней объясняется разнообразием горно-геологических условий проявле-
ния выбросов.
При сплошной системе лава-штрек максимальная частота выбросов на-
блюдается на интервалах 0..0,1; 0,1..0,2 и 0,9…1,0 (54,8% всех выбросов), в
остальной части лав частота выбросов примерно одинакова, включая интер-
вал 0,5…0,6, где наблюдается небольшое увеличение частоты.
Прогноз и управление состоянием горного массива
103
Рис 1. Распределение внезапных выбросов по длине очистного забоя в Донбассе за
период 1963–1984 гг. (W – частота выбросов; ℓотн. – относительная длина забоя): а –
по всей выработке; б – при сплошной системе разработки "лава-штрек", в – при
сплошной системе разработки с опережением откаточного штрека, г – при столбо-
вой системе разработки
При сплошной системе, с опережением откаточным штреком, в концевых
частях лав (0…0,1; 0,1…0,2 и 0,9…1,0), произошло 40,8% всех выбросов.
Некоторое увеличение частоты выбросов в интервале 0,1…0,2 над частотой
выбросов в интервале 0…0,1, можно объяснить влиянием концентрации
горного давления, связанной с опережающим проведением откаточного
(конвейерного) штрека.
Прогноз и управление состоянием горного массива
104
При столбовой системе концевые участки (интервалы 0…0,1 и 0,9…1,0)
отличаются наименьшей частотой выбросов (5,3% от всех выбросов). Наи-
большей частотой отличаются интервалы 0,5…0,6; 0,2…0,3; 0,1…0,2;
0,8…0,9 и 0,3…0,4 (77,7% от всех выбросов). Явно прослеживается влияние
заранее пройденных штреков. Позитивное на интервалах 0…0,1 и 0,9…1,0.
Негативное - на интервалах 0,1…0,2 и 0,8…0,9. В целом распределение час-
тоты выбросов по длине очистного забоя при столбовой системе отличается
неравномерностью.
Влияние систем разработки подтверждается также статистической оцен-
кой по критерию А.Н. Колмогорова, 1,2: ( ( ) 0,05Рλ λ < ; 1,3( ) 0,05Р λ < ;
2,3( ) 0,05Р λ < . Индекс 1 – соответствует сплошной системе разработки ла-
ва-штрек, 2 – сплошной системе с опережением и 3 – столбовой системе.
Данный анализ позволил установить следующее. Внезапные выбросы угля и
газа можно ожидать в любых частях очистного забоя, причем в общем случае
наиболее подвержены выбросам концевые участки лав (рис. 1,а). Характер рас-
пределения выбросов по длине очистного забоя заметно меняется в зависимо-
сти от системы разработки.
Так при сплошной системе лава-штрек наиболее выбросоопасными явля-
ются концевые участки очистных забоев. Причем степень опасности выше
на участке, примыкающем к откаточному (конвейерному) штреку (рис. 1,б).
При сплошной системе разработки с опережением откаточным (конвей-
ерным) штреком также наиболее опасны по газодинамическим явлениям
концевые участки лав, а штрек, опережающий забой лавы. Особенностью
этой системы является то, что участки лав примыкающие к вентиляционно-
му штреку оказались более опасным чем участки примыкающие к откаточ-
ному штреку (рис. 1,в).
При столбовой системе разработки участки лав, примыкающие к штрекам
менее опасны чем остальные, причем наблюдается волнообразное измене-
ние частоты выбросов по длине очистного забоя (рис. 1,г).
При систематическом анализе не было учтено влияние отработанных ра-
нее этажей (участков, панелей) на выбросоопасность в концевых участках
лав. Изучение этого влияния было выполнено МакНИИ совместно с ДонГ-
ТУ. Выявлено закономерное изменение газодинамической опасности конце-
вых участков лав, примыкающих к ранее отработанному этажу (панели) в
зависимости от глубины горных работ и времени отработки вышележащего
этажа (панели). Эти закономерности легли в основу способа оценки выбро-
соопасности зон (участков) пластов, примыкающих к ранее отработанным
этажам (лавам) [2,3,4,5,6]. Сущность способа заключается в том, что верх-
нюю часть этажа (лавы), примыкающую к выработанному пространству
предыдущего этажа допускается разрабатывать как в невыбросоопасной зо-
не, а размер этой зоны (Lp) в метрах рассчитывался по формулам [3,5]:
117,2 10pL Т −= − ⋅ при 800мН ≤ , (3)
Прогноз и управление состоянием горного массива
105
129,3 19,4pL Т −= − ⋅ при 800мН > , (4)
где Т – время, прошедшее после отработки запасов вышележащего этажа,
лет; Н – глубина ведения горных работ.
Применение данного способа осуществляют после оценки выбросоопас-
ности угольного пласта на расстоянии Lp по специальной методике [5]. Этот
метод не применяют, если время отработки Т вышележащего этажа менее 1
года [2,3]. Способ в неизменном виде вошел в действующий стандарт [7].
Анализ выбросов угля и газа, происшедших в последние 20–30 лет пока-
зал достаточную работоспособность данного способа при условии тех огра-
ничений его применения, которые изложены в СОУ [7], однако он требует
уточнение в случаях наличия геологических нарушений зон повышенного
горного давления.
Вывод
Проведенный анализ показал, что выбросы угля и газа возможны на всех
участках лавы независимо от системы разработки. Наиболее опасны по га-
зодинамическим явлениям концевые участки лав при сплошной системе
разработки лава-штрек.
Участки с большей вероятностью проявления выбросоопасности требуют
применения способов прогноза и контроля и мер безопасности (вплоть до
безлюдной выемке). Но применение контроля (прогноза) выбросоопасности
необходимо во всех случаях, в т.ч. на участках примыкающих к ранее отра-
ботанным этажам. Поэтому вопрос об оптимизации объемов применения
способов оценки газодинамической опасности и мероприятий по борьбе с
ней должен решаться в каждом конкретном случае.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.К. Митропольский. Техника статистических вычислений. – М., "Наука", 1971. –
576 с.
2. И.Г. Венецкий, Г.С. Кильдишев. Основы математической статистики. – М. –
Гостатиздат. – 1963. – 308 с.
3. А.с. № 1221587 СССР, МКИ Е 21F5/00. Способ определения безопасных зон
выбросоопасного угольного пласта /Николин В.И., Бондаренко А.Д., Боженко В.И.,
Николин В.В., Терещенко С.И. – Б.И. № 12, 1986.
4. Николин В.В. Закономерности изменения выбросоопасности призабойной час-
ти пласта при увеличении глубины разработки (в условиях Донбасса). – Автор.
дис. канд. техн. наук ИПКОН. – Москва, 1986. – 16 с.
5. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезап-
ным выбросам угля, породы и газа. – М., ИГД им. А.А. Скочинского. – 1989. – 192 с.
6. Александров С.Н., Божко В.Л., Николин В.В. Выбросоопасность шахтопластов в
верхней части этажей на различных глубинах. – Уголь Украины, 1984, № 2, с. 28–29.
7. СОУ 10.1.00174088.011-2005 Правила ведения горных работ на пластах, склон-
ных к газодинамическим явлениям. – Макеевка–Донбасс. – 225 с.
|