CC BY
54
УДК 622.831.322
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА
В работе рассматривается современное состояние обеспечения угольных шахт Кузбасса средствами прогноза выбросоопасности. Отмечается, что в связи с внедрением в последние годы на шахтах высокопроизводительной проходческой и очистной техники метод текущего прогноза выбросоопасности по структуре пласта и начальной скорости газовыделения при бурении контрольных шпуров из-за большой продолжительности осуществления сдерживает технологический процесс. Решение проблемы видится во внедрении автоматизированного метода прогноза выбросоопасности, основанного на контроле основных факторов, определяющих выбросоопасность пласта, геофизическими методами, не мешающими ведению горных работ.
Рассматриваются известные геофизические методы текущего прогноза выбросоопасности: акустической эмиссии, газоаналитический, спектрально-акустический и температурный. Делается вывод о том, что для надежного прогноза выбросоопасности необходим комплексный метод, позволяющий контролировать напряженное состояние пласта - спектрально-акустическим методом, газовый фактор выбросоопасности - газоаналитическим (с помощью аппаратуры контроля метана в горных выработках). Необходимо также учитывать прочность наиболее перемятой угольной пачки.
Для разработки и внедрения этого метода рассматриваются необходимые технические решения (состав оборудования, включающий комплект стационарной и переносной аппаратуры, алгоритмы расчета показателя выбросоопасности, метрологическое обеспечение метода) и организационные вопросы (обучение, метрология, ремонт и т. п.).
Ключевые слова: ФАКТОРЫ ВЫБРОСООПАСНОСТИ, ТЕКУЩИЙ ПРОГНОЗ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НАПРЯЖЕНИЯ, ДАВЛЕНИЕ ГАЗА, ПРОЧНОСТЬ УГЛЯ, АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОНИТОРИНГ, КРИТЕРИЙ ВЫБРОСООПАСНОСТИ, МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ, ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
Введение
же закрытию старых глубоких угольных шахт, на которых происходили эти явления, ситуация с выбросоопасностью заметно улучшилась. Однако известны случаи, когда наблюдались внезапные выбросы небольшой силы, но были скрыты, т. к. удалось избежать травматизма, и расследования по ним не проводились.
последствиями. Так, внезапные выбросы, происшедшие на шахтах «Первомайская» в 1995 г., «№ 12» в 1997 г., «Красногорская» в 2000 г., «Коксовая» и «Абашевская» в 2001 г., привели к гибели 24 человек и большому материальному и моральному ущербу.
Существование угрозы проявления внезапных выбросов заставляет уделять внимание этому виду явлений и, в частности, повышению оперативности и достоверности способов их прогноза. В последние годы в связи с применением высокопроизводительной техники резко возросли скорости проведения горных выработок, и
Благодаря накопленному опыту в области борьбы с газодинамическими явлениями, а так-
поэтому применяющиеся в России методы прогноза, основанные на непосредственном измерении параметров, характеризующих основные факторы выбросоопасности, в процессе бурения контрольных шпуров из-за больших временных затрат стали нетехнологичными. Появилась потребность в разработке и внедрении новых методов, не мешающих ведению горных работ. Для ее удовлетворения необходимо решить ряд вопросов технического и организационного плана, которые рассматриваются в данной работе.
Обоснование технических решений обеспечения угольных шахт средствами автоматизированного мониторинга внезапных выбросов угля и газа
Анализ преимуществ и недостатков известных методов текущего прогноза выбросоопасности
Выбросоопасность угольных пластов, влажность которых менее 6 %, определяется тремя основными факторами: напряженным состоянием, давлением свободного метана в пласте и газоносностью угля, размерами и прочностью наиболее перемятой угольной пачки [1].
В Кузбассе в настоящее время 27 шахт отрабатывают пласты с мероприятиями по прогнозу и предотвращению внезапных выбросов угля и газа. Большинство противовыбросных мероприятий, которые включают в себя прогноз выбросоопасности, а в опасных зонах - способы борьбы с внезапными выбросами угля и газа и контроль их эффективности, к настоящему времени не обеспечены методами автоматизированного контроля.
Так, например, в Кузбассе наиболее широко применяется метод текущего прогноза выбро-соопасности по структуре пласта и начальной скорости газовыделения при бурении контрольных шпуров. В этом методе оценка давления газа производится по начальной скорости газо-выделения из шпура, а влияние на выбросо-опасность горного давления и прочности угля дополнительно может быть оценено путем учета объема штыба, выбуренного с соответствующего интервала контроля. Метод продолжителен и трудоемок, что сдерживает темпы ведения подготовительных выработок и не позволяет использовать его в лавах. Кроме того, поскольку метод учитывает только газовый фактор выбро-соопасности, достоверность прогноза невысока.
Не обеспечены методами автоматизированного контроля также способы борьбы с внезапными выбросами и контроль эффективности
их применения. Выполнение этих мероприятий либо отсутствует, либо осуществляется по устаревшим методикам, либо с помощью приборов, неадекватно оценивающих характер влияния на горный массив противовыбросных мероприятий. Так, например, известные способы противовы-бросной гидрообработки пласта различаются интенсивностью развития трещин. Однако методов и средств контроля развития трещин в процессе гидрообработки на шахтах нет. Поэтому нормативными документами рекомендуется весьма приблизительно определять требуемую величину давления нагнетания жидкости для каждого способа гидрообработки в зависимости от веса вышележащих пород. В результате гидрообработка пласта часто бывает недостаточно эффективной и в настоящее время для предотвращения газодинамических явлений (ГДЯ) не применяется, равно как и для борьбы с угольной пылью и другими вредными и опасными факторами.
Следует также отметить, что поскольку метод текущего прогноза выбросоопасности по структуре пласта и начальной скорости газовы-деления при бурении контрольных шпуров продолжителен, то он, как правило, применяется в ремонтную смену. При прогнозе «не опасно» разрешается проходка на глубину 4 м до выполнения следующего цикла прогноза. Однако высокие суточные скорости проведения подготовительных выработок современным оборудованием (более 10 м/сут) требуют выполнения нескольких циклов прогноза за сутки. Так как это существенно снижает темпы ведения работ, на практике, вопреки нормативным документам, часто ограничиваются одним циклом прогноза в сутки и работают за пределами разведанной зоны, несмотря на опасность развязывания ГДЯ.
Известно, что ниже критической глубины действительно выбросоопасные зоны составляют менее 5 % суммарной протяженности проводимых подготовительных выработок [1]. Достаточно редкая регистрация реально выбросоопасных зон снижает производственную дисциплину службы прогноза и предотвращения газодинамических явлений, что в конечном итоге приводит к авариям с тяжелыми последствиями.
Обусловленный возможной тяжестью последствий выброса достаточно высокий «запас надежности» упрощенного метода прогноза по структуре пласта и начальной скорости газо-выделения из контрольных шпуров приводит к увеличению объема работ по выполнению способов борьбы с выбросами. Это сопровождается ростом дополнительных финансовых затрат.
научно-технический журнал № 2-2013 ^^9 А
ВЕСТНИК 71
Осуществление широко применяемого способа борьбы с ГДЯ - бурения разгрузочных скважин -сопровождается увеличением стоимости проходки примерно на 30 %.
В очистных выработках на шахтах Кузбасса прогноз выбросоопасности вообще не ведется, т. к. на достигнутых глубинах выбросы в них происходили редко, а прогноз «по шпуру» не применим из-за большой продолжительности его выполнения вдоль всей лавы. Если же с увеличением глубины ведения горных работ выбросы начнут проявляться и в очистных выработках, то методов и средств их текущего прогноза, адаптированных для условий Кузбасса, кроме метода контроля газовыделения в выработку с помощью аппаратуры контроля метана, характеризующегося завышенным «запасом надежности», нет.
За рубежом (в частности, в Украине) для автоматизированного прогноза ГДЯ широко применяется метод акустической эмиссии (АЭ). Однако достоверность прогноза этим методом также недостаточна. Его применение обусловлено отсутствием на сегодняшний день более надежного метода прогноза, особенно в лавах. Но поскольку метод АЭ не мешает ведению горных работ и позволяет анализировать ситуацию по всей длине очистной выработки, он применяется, а разработчики продолжают искать более надежные критерии выбросоопасности, нежели аномальное увеличение «шумности» при приближении забоя к опасной зоне.
Известен также газоаналитический метод прогноза по концентрации метана в атмосфере выработки вблизи опасного по выбросам забоя, измеренной аппаратурой контроля метана (АКМ). Однако этот метод также показал низкую надежность прогноза, так как контролирует преимущественно лишь один фактор выбросо-опасности - газовый. Этим обусловлена необходимость большого «запаса надежности» при установлении критического значения показателя прогноза, чтобы не допустить ошибку первого рода - внезапный выброс.
В 90-е годы прошлого века разрабатывался также метод прогноза по температуре забоя или газа в шпуре. Метод предназначен преимущественно для оценки газового фактора выбро-соопасности. Однако он не доведен до стадии внедрения.
На шахтах Донбасса нашел применение метод прогноза по амплитудно-частотным характеристикам пласта (другое современное название метода - спектрально-акустический).
Сущность метода заключается в том, что
научно-технический журнал № 2-2013
72 вестник
анализируется спектральный состав шумов, излученных в горный массив режущим органом горного оборудования (комбайна, струга, буровой коронки, отбойного молотка) и прошедших через контролируемую призабойную зону. Коэффициент затухания а акустических колебаний (звука) в твердом теле в первом приближении прямо пропорционален частоте сигнала f и обратно пропорционален средним напряжениям в массиве о [2, 3, 4]:
где а0 - затухание на некоторой частоте ^ при отсутствии напряжений (в разгруженном состоянии); ор и от - соответственно предельное и текущее значения средних напряжений в массиве; в - коэффициент пропорциональности, определяемый свойствами массива.
Из этого выражения видно, что с ростом напряжений коэффициент затухания на высоких частотах уменьшается сильнее, чем на низких (рисунок 1). Таким образом, измерив отношение амплитуд акустических сигналов на высоких АВ и низких АН частотах, получим, что с ростом напряжений растет это отношение, которое принимаем за показатель выбросоопасности метода К:
(2)
Экспериментально это положение впервые было установлено С. В. Мирером на шахтах Украины, в дальнейшем получило подтверждение на ряде шахт Кузбасса, Воркуты и Караганды, что явилось обоснованием спектрально-акустического метода прогноза выбросоопасности. Однако из выражений (1) и (2) видно, что этот метод контролирует напряженное состояние массива, а давление газа в пласте никак не влияет на распространение звука по горному массиву. Из этих выражений видно также, что один из основных факторов выбросоопасности - прочность перемятой угольной пачки - непосредственно также не учитывается спектрально-акустическим методом (косвенно прочность угля учтена величиной предельных напряжений в выражении (1)).
Таким образом, этот метод контролирует преимущественно один фактор выбросоопас-ности - напряженное состояние. Однако он позволяет осуществлять контроль выбросоопасно-сти в процессе ее формирования - при ведении
Амплитуда. В ^ ^2
Частота, Гц
Рисунок 1 - Иллюстрация влияния средних напряжений с на амплитуду А спектрального состава акустических шумов работающего горного оборудования
горных работ, в отличие от прогноза «по шпуру», при котором выбросоопасность контролируется в остановленном забое, как правило, в ремонтную смену. Другие описанные выше методы автоматизированного прогноза выбросоопасности также контролируют преимущественно один фактор выбросоопасности: метод АЭ - напряженное состояние; газоаналитический и температурный - газовый фактор.
Проблема мониторинга отработки выбросоопасных угольных пластов с целью обеспечения выбрособезопасности остро стоит не только в России (Кузбасс, Печорский угольный бассейн, шахты Ростовской области), а также на шахтах Украины, Казахстана, Австралии, ЮАР и ряда других государств.
Обоснование комплексного метода автоматизированного текущего прогноза выбросоопасности
Поскольку в Кузбассе в настоящее время методы автоматизированного прогноза ГДЯ не применяются, необходимо разрабатывать и начать внедрять способы и средства прогноза, основанные на применении новых информационных технологий получения и обработки информации о состоянии горного массива, не мешающих ведению горных работ.
Для выполнения этого проекта в Кемеровском государственном университете имеется научный задел, заключающийся в аналитическом обосновании применения для прогноза внезапных выбросов (и других типов ГДЯ) комплексного метода. Комплексный метод прогноза реализуется путем обработки в непрерывном режиме средствами вычислительной техники данных спектрально-акустического и газоаналитического контроля основных факторов выбросоопасно-сти: напряженного состояния массива и давле-
ния газа в пласте [2-4]. Учет третьего основного фактора производится путем периодического замера прочности перемятой пачки и ввода этих данных в алгоритм расчета.
Для реализации метода необходимо, чтобы при контроле напряженного состояния спектрально-акустическим методом контролируемая зона угольного пласта находилась на трассе прохождения акустических колебаний от источника (работающего оборудования) до приемника (геофона). Это реализуется следующим образом [4].
При контроле выбросоопасности в лаве датчики (геофоны) устанавливаются впереди лавы в короткие шпуры, пробуренные по углю из вентиляционного и конвейерного штреков (используются, как правило, два комплекта аппаратуры). При движении комбайна вдоль лавы акустические колебания от его режущего органа проходят по призабойному пространству к геофонам, и напряженное состояние оказывает влияние на их спектр.
При контроле выбросоопасности в подготовительной выработке геофон устанавливается в борт выработки в шпур, пробуренный по углю, на расстоянии примерно 5 м от забоя (схема расположения комбайна и оборудования спектрально-акустического контроля показаны на рисунке 2). В этом случае напряжения, действующие в призабойном пространстве впереди выработки на глубине нескольких метров, оказывают влияние на спектральный состав акустических колебаний, достигших геофона, поскольку пространственные размеры акустической волны не могут быть меньше половины длины волны, а она для рабочего диапазона частот составляет не менее нескольких метров.
После того, как забой удалится от геофона примерно на 25 м, геофон переносится в сторону забоя на расстояние 5 м от него и т. д.
научно-технический журнал № 2-2013
ВЕСТНИК 73
АКМ
Наемная аппарэгтура
Геофон 5 шпуре
Вычислительный
Комплекс
ЙКОДНОЙ б/ЮН
^VJ
Подъемным блок
Рисунок 2 - Схема расположения оборудования для осуществления спектрально-акустического контроля горного массива (прогноза выбросоопасности) в подготовительной выработке
При прогнозе выбросоопасности по результатам бурения по углю геофон также устанавливается в борт выработки на удалении от устья скважины примерно на 5 м так, чтобы акустическая волна при распространении от буровой коронки до геофона проходила по контролируемому участку массива.
Данный метод защищен тремя патентами РФ [5-7]. Осуществлены также работы по разработке блок-схемы системы автоматизированного мониторинга выбросоопасности и моделированию отдельных узлов устройства с помощью электронной системы моделирования радиотехнических устройств «Electronics workbench».
Состав разрабатываемого оборудования для автоматизированного текущего прогноза выбросоопасности
Полный комплект оборудования включает:
• Стационарную аппаратуру, имеющую подземную и наземную части (рисунок 2). Подземная часть осуществляет прием акустических колебаний, генерируемых работающим оборудованием, их первичную обработку и передачу на поверхность. Наземная часть включает вычислительный комплекс, связанный с помощью локальной вычислительной сети с вычислительным комплексом аппаратуры контроля метана.
• Перено аппаратуру, предназначенную для накопления экспериментальной информа-
цию в шахте для уточнения параметров стационарной системы мониторинга перед ее установкой. Показатель выбросоопасности в этом случае будет определяться с помощью палетки, учитывающей также концентрацию метана у забоя и прочность перемятой пачки угля. (Возможен вариант ввода данных о концентрации метана и прочности угля в микроконтроллер в «ручном режиме»). Данный прибор будет также полезен для локального прогноза выбросоопас-ности.
Предполагается оснастить систему также блоками регистрации АЭ, что необходимо для контроля интенсивности развития трещин под действием нагнетаемой в пласт воды.
Таким образом, система позволит осуществлять автоматизированный мониторинг всего комплекса мероприятий по обеспечению выбрособе-зопасности и предотвращению других видов ГДЯ, включающего текущий прогноз опасности прояв-ленснуюия ГДЯ, управление параметрами профилактической гидрообработки угольных пластов и контроль эффективности выполненных мероприятий. Дополнительно с помощью этой системы можно было бы реализовать метод дифференцированного прогноза различных типов ГДЯ [3].
Алгоритмы определения критерия выбросоопасности
Нами разработаны два алгоритма расчета критерия выбросоопасности для двух моделей развязывания выброса (двух этапов развития
выбросоопасной ситуации). Первый этап - начало развития трещин, при котором происходит создание блочной структуры угля в призабойном пространстве. Второй этап - когда под действием сил горного и газового давлений происходит выдавливание в выработку блока (куска) угля, что приводит к потере устойчивости массива и инициированию волны дробления, направленной в глубь массива - развязыванию выброса.
Алгоритм определения критерия выбросоопасности на этапе развития блочной структуры пласта Первая модель развития выброса рассматривает этап его подготовки - достижение напряжениями примерно 70 % от предела прочности угля. При таких напряжениях в пласте начинают развиваться трещины и формируется блочная структура угля в призабойном пространстве.
Критерий выбросоопасности (начала развития трещин), определенный через показатель К спектрально-акустического метода контроля с учетом поправок, учитывающих давление газа в пласте по показаниям концентрации метана аппаратурой АКМ, и прочности угля q, определенной прочностномером, определяется следующим выражением [4]:
(3)
Здесь коэффициенты Ккр0 (показатель опасности при отсутствии газа в пласте) и Dк (параметр, учитывающий свойства пласта и вид режущего органа) определяются опытным путем (ноу-хау разработчика); f1(q) рассчитывается по результатам измерения прочности q наиболее слабой угольной пачки пласта по формуле
текущее значение Ст концентрации метана в атмосфере выработки и фоновое значение Сф, замеренное перед началом ведения горных работ, измеряются аппаратурой АКМ; Q - расход воздуха ВМП, проветривающим выработку, м3/с.
Как видно из формулы (3), критериальное значение показателя выбросоопасности, определенное спектрально-акустическим методом, корректируется в зависимости от газового фактора и прочности угля. Это позволяет
повысить точность прогноза и снизить объем и стоимость противовыбросных мероприятий в зонах, где реальной опасности нет или она незначительна.
Алгоритм определения критерия выбросоопасности на этапе потери устойчивости массива Вторая модель развития выброса рассматривает этап выдавливания блока (кусков) угля под действием сил горного и газового давления - явления, с которого начинается процесс формирования полости выброса под действием волны дробления.
Силовой критерий выбросоопасности (выдавливающие блок угля силы превышают препятствующие выдавливанию силы), определенный через показатель К спектрально-акустиче-
~ т.пред ~ J
ского метода контроля, с учетом поправок, учитывающих давление газа в пласте и прочность угля, определяется следующим выражением [7]:
ЩттмМ = Км ■ ехР
D.
Q(Cm -сА
100
.(4)
где Км - масштабный коэффициент измерительного тракта прибора; Ккр0ист - истинное (до введения масштабного коэффициента) критическое значение показателя выбросоопасности спектрально-акустического прогноза при отсутствии действия газового фактора; Q - расход воздуха на проветривание выработки, м3/с; Ст и Сф - соответственно, текущее и фоновое значения концентрации метана в атмосфере выработки у забоя, %;
f2(q) = 0Mq
1 + sin(0,04g) l-sin(0,04t;/)
функция прочности, определяемая по прочности q угля в наиболее перемятой пачке; Dк - корректирующий параметр для учета газового фактора выбросоопасности.
При таком автоматизированном прогнозе текущее значение Кп1 показателя выбросоопасности акустического прогноза сравнивают с предельным значением Ктпред показателя выбросоопасности. Если К < К „ зону угольного пла-
m m, пред J J
ста относят к невыбросоопасной, а если Кгп > К , зону угольного пласта относят к выбросо-
m, пред’ J J ~
опасной.
Метрологическое обеспечение метода
• Проверка работоспособности измерительного тракта прибора до спуска в шахту осуществляется путем подачи на вход системы (стационарной или переносного прибора) к клеммам, к которым подключается геофон, контрольного сигнала, соответствующего определенному значению показателя выбросоопас-ности.
• Проверка работоспособности измерительного тракта прибора при установке геофона осуществляется путем постукивания металлическим предметом, например штангой электросверла, по стойкам крепи по мере их удаления от места установки геофона для уточнения радиуса его действия. При недостаточном радиусе действия проводятся работы по улучшению контакта геофона с углем или увеличению глубины шпура, в который устанавливается геофон.
• Проверка достоверности прогноза
проводится не реже одного раза в 10 дней и заключается в сравнении результатов прогноза, сделанных аппаратурой автоматизированного мониторинга выбросоопасности и «прямым» методом по начальной скорости газовыделения и выходу штыба при бурении контрольного шпура.
Обоснование организационных решений обеспечения угольных шахт средствами автоматизированного мониторинга внезапных выбросов угля и газа
Для реализации проекта необходимы организационные мероприятия, направленные на создание условий для производства оборудования и внедрения методов автоматизированного мониторинга выбросоопасности угольных пластов в шахтах.
Поставлять оборудование могло бы созданное или уже существующее малое (или среднее) инновационное предприятие (МИП), специализирующееся на разработке и внедрении оборудования для мониторинга опасности проявления ГДЯ и рабочих методик его применения, обучении работников шахт эксплуатации средств и методикам проведения мониторинга, выполнении метрологического сопровождения оборудования и проведении ремонтных работ.
На шахтах, внедряющих автоматизированный мониторинг выбросоопасности, необходимо создать специализированное подразделение, персонал которого должен пройти специальное обучение навыкам работы с данным методом контроля состояния горного массива.
Авторы выражают благодарность доктору технических наук, профессору А. А. Трубицыну за ценные замечания, высказанные при обсуждении работы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шадрин, А. В. Критерии выбросоопасности, применяемые и разрабатываемые для угольных шахт Кузбасса / А. В. Шадрин, П. В. Егоров, С. Е. Трусов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2003. - № 4. - С.14-20.
2. Шадрин, А. В. Автоматизированный мониторинг противовыбросных мероприятий при разработке угольных пластов: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.20 / Александр Васильевич Шадрин; Кузбасский гос. техн. ун-т. - Кемерово, 2004. - 356 л.
3. Шадрин, А. В. Автоматизированный дифференцированный прогноз различных типов газодинамических явлений в угольных шахтах / А. В. Шадрин, А. О. Чугулев // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2010. - № 2. - С. 45-60.
4. Шадрин, А. В. Акустический двухчастотный метод контроля напряженного состояния горного массива / А.В. Шадрин, М.В. Дегтярева // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2013. -№1.2. -С. 55-59.
5. Пат. 34202 Российская Федерация, МПК E21F5/00. Аналитическая шахтная многофункциональная система / Шадрин А. В., Рудаков В. А., Трусов С. Е.; заявитель и патентообладатель Кемеровский гос. ун-т. -2003121807/20; заявл. 15.07.2003; опубл. 27.11.2003, Бюл. № 33.
6. Пат. 2231649 Российская Федерация, МПК E21F5/00. Способ текущего прогноза внезапных выбросов угля и газа / Шадрин А.В.; заявитель и патентообладатель Кемеровский гос. ун-т. - 2002130097/03; заявл. 10.11.2002; опубл. 27.06.2004, Бюл. № 18.
7. Пат. 250376 Российская Федерация, МПК E21F5/00. Способ автоматизированного текущего прогноза внезапных выбросов угля и газа / Шадрин А. В.; заявитель и патентообладатель Кемеровский гос. ун-т. - 2003117840/03; заявл. 16.06.2003; опубл. 20.04.2005, Бюл. № 11.
ACTUAL QUESTIONS OF COAL MINES Шадрин Александр Васильевич
PROVISION WITH AUTOMATED MEANS е-mail: [email protected]
FOR SUDDEN COAL AND GAS OUTBURSTS
MONITORING Дегтярева Мария Викторовна
A. V. Shadrin, M. V. Degtiareva, Yu. A. Bireva e-mail: [email protected]
In this work modern state of Kuzbass coal
mines provision with outburst forecast means is Бирева Юлия Алексеевна
reviewed. It is marked that in connection with recent е-mail: juliabireva@mail. co
putting into operation of high production heading
and coal cutting equipment method of actual
outburst danger forecast from the seam structure
and the initial rate of gas emission with drilling of
control boreholes retards the technological process
as it takes long period of time. The problem decision
is seen in implementation of an automated outburst
danger forecast method, which is based on the
main factors conditioning the seam outburst danger
control with geo-physical methods which do not
interfere with mining works.
The well-known geo-physical methods of up-
to-date outburst forecast are reviewed: acoustic
emission, gas analyzing, spectral-acoustic and
thermal. The conclusion is done that for a reliable
outburst forecast we need a complex method which
will allow to control the seam stressed state -
with spectral-acoustic method, gas outburst danger
factor - with gas analy zing (with the help of
methane control instruments for mine openings).
It is also necessary to take into consideration the
strength of the mostly stressed coal bunch.
For development and implementation of
this method the necessary technical decisions are
reviewed (the content of equipment including sets
of stationary and portable instruments, outburst
factor calculation algorithm, metrological provision
of this method) and also organizational questions
(instructing, metrology, repairs and so on).
Key words: OUTBURST DANGER
FACTORS, RECENT FORECAST, ACTING
STRESSES, GAS PRESSURE, COAL STRENGTH,
AUTOMATED MONITORING, OUTBURST
DANGER CRITERIA, METROLOGICAL
PROVISION, TECHNICAL DECISIONS
ORGANIZATIONAL QOUSTIONS
