2. Мониторинг массива горных пород по параметрам искусственного акустического сигнала

242. Мониторинг массива горных пород по параметрам искусственного акустического сигнала (далее - ИАС) проводится в подготовительных и очистных горных выработках.

Мониторинг по параметрам ИАС проводится для:

прогноза геологических нарушений, не выявленных при ведении геологоразведочных работ, и оценки опасности их вскрытия (далее - прогноз геологических нарушений);

оценки горного давления в призабойной части массива горных пород (далее - прогноз зон повышенного горного давления);

оценки изменения напряженного состояния призабойной части массива горных пород (далее - прогноз ухудшения состояния в забое);

определения параметров напряженно-деформированного состояния призабойной части массива горных пород;

контроля безопасности бурения разгрузочных скважин.

243. Прогноз геологических нарушений, прогноз зон повышенного горного давления и прогноз ухудшения состояния в забое проводятся при текущем прогнозе ДЯ, выполняемом в соответствии с приложением N 13 к Инструкции по прогнозу ДЯ.

244. Для прогноза геологических нарушений используется параметр P_g, у.е., определяемый по формуле:

P_g = К_о.н. / К_о.н.фон + F_р / F_р.фон, (54)

где P_g - параметр, используемый для прогноза геологических нарушений, у.е.,

К_о.н - текущее значение коэффициента относительных напряжений, у.е.;

К_о.н.фон - фоновое значение коэффициента относительных напряжений, у.е.;

F_р - текущее значение частоты спектрального максимума ИАС, Гц;

F_р.фон - фоновое значение частоты спектрального максимума ИАС, Гц.

К_о.н определяют по формуле:

, (55)

где A_в - высокочастотная составляющая спектра ИАС, у.е.;

A_н - низкочастотная составляющая спектра ИАС, у.е.

P_g рассчитывают по значениям К_о.н и F_р, определенным в последнем цикле обработки параметров ИАС.

Геологические нарушения прогнозируются при P_g 7. Для угольных пластов мощностью 4 м и более значение P_g, при котором прогнозируются геологические нарушения, корректируется по результатам исследований, выполненных при ведении горных работ.

245. Для прогноза зон повышенного горного давления в призабойной части горной выработки используются следующие параметры спектра ИАС:

f_н - нижняя граница частоты ИАС с амплитудой, равной 0,5 от максимальной амплитуды ИАС, Гц;

f_н1 - нижняя граница частоты ИАС с амплитудой, равной 0,75 от максимальной амплитуды ИАС, Гц.

Проявление повышенного горного давления в призабойной части подготовительной или очистной выработки прогнозируется в случае, если в последних двух циклах обработки параметров ИАС f_н = f_н1 60 Гц.

246. Для прогноза ухудшения состояния в забое горной выработки используются текущие значения коэффициента относительных напряжений К_о.н, определенные в двух смежных циклах обработки параметров ИАС. Состояние забоя ухудшается при

К_о.нi > К_о.н(i-1) > 2К_о.н.фон, (56)

где К_о.нi - текущее значение коэффициента относительных напряжений в i-м цикле обработки параметров ИАС;

К_о.н(i-1) - текущее значение коэффициента относительных напряжений в i - 1 цикле обработки параметров ИАС.

247. Геофон, регистрирующий создаваемый при воздействии бурового инструмента на массив горных пород ИАС, устанавливается в шпуре, пробуренном по угольному пласту, или на элементах крепи горной выработки:

в подготовительном забое - на бортах горной выработки на расстоянии 3 - 5 м от устья буримой скважины;

в очистном забое - на расстоянии 5 - 10 м от устья буримой скважины.

При бурении скважины ИАС регистрируется и обрабатывается поинтервально. Временные интервалы регистрации ИАС принимаются равными времени бурения равновеликих интервалов скважин. Обработка ИАС проводится с учетом времени начала и окончания бурения интервалов скважины и их длины.

Для контроля безопасности бурения скважин используется параметр P_E, значение которого определяют по формуле

, (57)

где E_max - максимальная энергия ИАС, зарегистрированная при бурении 2 - 4 интервалов скважины, у.е.;

E_i - энергия ИАС, зарегистрированная при бурении последующих интервалов скважины, у.е.

Бурение скважины прекращается и начинается бурение соседней скважины при P_E > 3 у.е. Если бурение двух соседних скважин прекращено из-за того, что P_E > 3 у.е., начинается бурение между ними дополнительной скважины.

248. Для определения величины зоны разгрузки используют результаты обработки ИАС при поинтервальном бурении скважины.

При определении величины зоны разгрузки геофон для регистрации ИАС устанавливается на расстоянии 3 - 5 м от устья буримой скважины.

При определении величины зоны разгрузки ИАС регистрируется и обрабатывается поинтервально. Временные интервалы регистрации ИАС принимаются равными времени бурения штанг.

Обработка ИАС ведется с учетом времени начала и окончания бурения интервалов скважины и их длины.

249. Напряженно-деформированное состояние призабойной части массива горных пород оценивается по относительной энергии ИАС, определенной при бурении каждой скважины. Для повышения достоверности оценки напряженно-деформированного состояния призабойной части массива горных пород интервалы регистрации ИАС при обработке параметров ИАС разбиваются на несколько равных по продолжительности подинтервалов.

250. При обработке ИАС определяются следующие параметры, характеризующие напряженно-деформированное состояние призабойной части массива горных пород:

величина зоны разгрузки призабойной части массива горных пород, м. В зоне разгрузки отсутствуют условия для формирования ДЯ;

величина зоны отжима угольного пласта, м;

расстояние от обнажения угольного пласта до максимума горного давления в угольном пласте, м;

коэффициент относительных напряжений угольного пласта в максимуме горного давления, доля ед.

Расстояние от обнажения угольного пласта до максимума горного давления в угольном пласте и коэффициент относительных напряжений угольного пласта в максимуме горного давления определяются при бурении скважин, длина которых превышает расстояние от обнажения угольного пласта до максимума горного давления в угольном пласте.