2. Прогноз удароопасности геофизическими методами

2.1. Прогноз удароопасности по сейсмоакустической активности

Прогноз выполняют в процессе бурения скважин в краевую часть

угольного пласта. Прогноз основан на генерации угольным пластом

сейсмоакустических импульсов при внедрении бурового инструмента

в предельно напряженную часть пласта. Регистрацию импульсов

осуществляют с помощью датчика, установленного на обнажении пласта

на расстоянии 3 - 5 м от устья скважины. При бурении скважины для

каждого метрового интервала измеряют показатель уровня А

м

сейсмоакустических шумов. Значение показателя текущего (i-го)

метрового интервала А относят к глубине L середины интервала от

мi i

обнажения. Для каждого интервала, начиная со 2-го метра, оценивают

отношение Q = A / A , где А - показатель на первом метре.

мi м1 м1

Рассчитывают относительную глубину для каждого интервала

h = L / m в единицах мощности пласта или вынимаемого слоя.

i

Рассчитывают для каждого интервала отношение

К = Q / (2 x ехр(0,312 x h)). Если хотя бы для одного погонного

метра скважины К > 1,5, то участок относят к удароопасным. Для

оценки параметра А применяется аппаратура, предназначенная для

м

регистрации импульсов в диапазоне частот от 0,3 до 10 кГц

в течение интервала времени бурения с запоминанием параметров

эмиссии. Для применения метода пригодна выпускаемая ВНИМИ шахтная

аппаратура "Ангел" с микропроцессором и ее последующие

модификации.

2.2. Прогноз удароопасности по регистрации электромагнитной

эмиссии

Прогноз выполняют путем дистанционного приема датчиком в

пунктах выработки (забое) сигналов от электромагнитных импульсов

в диапазоне частот df, генерируемых электрическими разрядами в

трещинах при хрупком разрушении и деформировании угля и пород в

зоне опорного давления. Сигналы от датчика поступают в

регистратор, работающий в автоматическом режиме под управлением

микропроцессора. В течение заданного интервала времени Т

регистратор выполняет селекцию и анализ сигналов, оценивает

и запоминает параметры импульсов. По накопленной выборке

параметров импульсов определяется соотношение (В) количества

импульсов с высокой и низкой энергией (амплитудой) и количество

N импульсов заданного уровня энергии E или амплитуды А.

Полученные параметры выражаются в единицах фонового (безопасного)

уровня параметров В и N как Q = В / В , Q = N / N . Участок

0 0 b 0 n 0

наблюдений относят к удароопасным, если Q > Q и Q > Q .

n nk b bk

Значения N и В определяют на неудароопасных участках выработок

0 0

по контролируемому пласту. Пороговый уровень значения Q

bk

составляет 1,1 - 1,5, а значения Q - 1,5 - 2. Наблюдение в

nk

одном пункте заменяет бурение одной прогнозной скважины.

Параметры df, N , B , Q , Q уточняет ВНИМИ на основе

0 0 nk bk

специальных наблюдений, выполняемых совместно со службой прогноза

и борьбы с горными ударами шахты. Для применения метода пригодна

выпускаемая ВНИМИ шахтная аппаратура "Ангел" с микропроцессором и

ее последующие модификации.

2.3. Прогноз удароопасности методом электрозондирования

Прогноз выполняют путем наведения в пласте искусственного

электромагнитного поля с помощью расположенного в выработке

излучателя, подключенного к генератору токов частотой (f), и

определения амплитуды поля (А) с помощью приемника на расстоянии

R от излучателя. Требуемый диапазон глубин зондирования (обычно

от 0,5 до 10 м) обеспечивают выполнением на одном участке серии

из 10 - 15 замеров (А) на разных расстояниях R. По результатам

зондирования в виде характеристики А = f(R) устанавливают

параметры: ширину зоны необратимого изменения свойств угля

(пород) Х , расстояние до максимума опорного давления Х и

0 1

коэффициент К = S / S , где S и S - электрическое сопротивление

n m n m

пласта в нетронутом массиве и максимуме опорного давления.

Оценку удароопасности выполняют в два этапа. Если X больше

0

или равно n, где n - ширина защитной зоны, то участок относят к

неудароопасным. При Х < n оценивают удароопасность участка по

0

значениям параметров (К) и (Х / m), где m - мощность пласта или

1

вынимаемого слоя. Для этого находят отношение

Q = K / (2,4 x ехр(0,2 x (X / m))). Если параметр Q > 1,5, то

s 1 s

участок относят к опасным по горным ударам. Результаты прогноза

относят к положению центра измерительной установки и прилегающему

к нему интервалу выработки длиной P = 5 - 10 м.

Оптимальную рабочую частоту f, диапазон размеров установки и

методику определения параметров (Х , Х , К) уточняет ВНИМИ на

0 1

основе специальных наблюдений, выполняемых совместно со службой

прогноза и борьбы с горными ударами, горных ударов шахты. Для

применения метода пригодна выпускаемая ВНИМИ шахтная аппаратура

"Ангел", "Флора" с микропроцессором и их последующие модификации.