Інструкція щодо прогнозу і попередження раптових проривів метану із грунту гірничих виробок УРСР

СОГЛАСОВАНА

с Госгортехнадзором УССР

5 августа 1987 г.

УТВЕРЖДЕНА

Минуглепромом УССР

12 августа 1987 г.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОГНОЗУ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Внезапные прорывы метана из почвы горных выработок - это газодинамические явления быстропротекающей деформации надработанного массива с образованием в нем трещин, по которым в выработки под давлением выделяется газ, иногда с водой. При этом деформация надработанного горного массива происходит, как правило, с поднятием почвы на высоту, достигающую иногда 0,35 м в очистных и 1,5 м в остальных выработках в зависимости от технологии их крепления и геометрических размеров.

1.2. В результате прорыва метана из почвы выработок может произойти их загазирование, иногда с кратковременным опрокидыванием воздушной струи.

1.3. Предшествующее прорыву метана разрушение надработанного горного массива может привести к повреждению механизмов и элементов крепи.

1.4. Внезапное разрушение надработанного горного массива может произойти в выработке любого типа, непосредственно у забоя или на некотором расстоянии от него.

1.5. Характерными признаками, предшествующими внезапному разрушению надработанной толщи пород, являются кратковременные глухие удары в глубине массива, переходящие в сильный шум или нарастающий гул с последующим поднятием почвы горных выработок.

1.6. Внезапное разрушение надрабртанного горного массива сопровождается звуковым эффектом, аналогичным взрыву или пушечному выстрелу, упругими колебательными движениями почвы выработок и воздушным толчком. При этом в почве выработки образуется одна или несколько сияющих трещин, ориентированных по нормали или под некоторым углом к наслоению пород и, как правило, вдоль линии очистных забоев и продольной оси подготовительных выработок.

1.7. Если образовавшиеся в почве выработки трещины достигают хотя бы одного потенциального источника метановыделения, то разрушение надрабатываемого массива сопровождается прорывом метана в горную выработку, в противном случае оно протекает без заметного увеличения газовыделения.

1.8. Потенциальными источниками метановыделения являются:

скопления метана в полостях дизъюнктивных нарушений и прилегающих к ним зонах на расстоянии до 110 м по нормали в обе стороны от плоскости сместителя, а также от воображаемого продолжения его на такое же расстояние, считая от места затухания;

метаносные пласты (прослойки) угля или углистого сланца, расположенные в почве выработок на глубине до 25 м по нормали к наслоению пород.

1.9. Выявление потенциальных источников газовыделения на действующих шахтах производится геологическими службами шахт, а на стадии проектирования шахт-новостроек и реконструируемых шахт- проектными организациями на основе геологических работ.

1.10. Возможность прорыва метана из подлежащего надработке горного массива устанавливается прогнозом, указанным в п.2.

1.11. Осуществление прогноза является обязательным для сверхкатегорных, а также опасных по внезапным выбросам шахт при наличии потенциальных источников метановыделения.

1.12. Прогноз выполняется быстродействующей электронно-вычислительной машиной типа ЕС ЭВМ по специально разрабртанной программе на основе исходных данных, приведенных в п.2.4.

1.13. Обеспечение вычислительных центров программой для прогнозирования внезапных прорывов метана в горные выработки производится Главным вычислительным ценром МУП УССР по представлению ее разработчиком (МакНИИ).

1.14. Прогноз внезапных прорывов метана, разработка мер по их предупреждению и мероприятий по обеспечению безопасности ведения горных работ выполняются:

при проектировании шахт-новостроек, новых горизонтов и реконструкции шахт- проектными организациями;

в процессе эксплуатации и строительства шахт - соответствующими службами шахт и шахтостроительных организаций.

1.I5. Если прогнозом установлена возможность прорыва метана, необходимо предусматривать мероприятия по безопасному ведению горных работ (п. 3), а в случае невозможности поддержания в атмосфере выработки безопасной концентрации метана средствами вентиляции и способы по предупреждению внезапного его прорыва (п. 4).

1.16. Порядок, обязанности и ответственность служб шахт и шахтостроительных организаций за выполнение положений настоящей Инструкции должны регламентироваться "Указаниями о порядке и контроле безопасного ведения горных работ в опасных зонах" (Ленинград, 1986, ВНИМИ) по аналогии с ведением работ в зонах, особо опасных по внезапным выбросам угля и газа.

1.I7. При ведении горных работ должен вестись учет всех случаев внезапного разрушения почвы выработок прорывом в них метана. Сведения об условиях проявления указанного газодинамического явления и его характеристике должны заноситься в форму "Учете суфлярных выделений" Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах.

II. ПРОГНОЗ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

2.1. Прогноз предназначен для оценки:

возможности внезапного разрушения нарабатываемого горного массива;

примерного места внезапного разрушении горного массива в протяженных выработках;

глубины разрушения горного массива;

возможности внезапного прорыва метана из почвы, проводимой или проектируемой выработки;

ожидаемого максимального расхода метана 1м в выработку в начальный период, а для очистных выработок и по истечении некоторого времени после его прорыва из горного массива с учетом метанообильности выработки до возникновения газодинамического явления;

минимального содержания кислорода и максимального содержания метана в атмосфере выработки при возникновении газодинамического явления.

2.2. Прогноз выполняется на стадии проектирования, строительства и эксплуатации шахт в следующих условиях:

для камер - однократно перед началом их сооружения;

квершлагов и стволов - перед вскрытием каждого газоносного пласта (прослойки) угля или углистого сланца при подходе к нему на расстояние не менее 25 м;

очистного забоя - при максимальной его длине;

остальных подготовительных и капитальных выработок - при максимальной их ширине в проходке с учетом берма, а также для всех типов выработок в зонах, примыкающих к дизъюнктивным нарушениям согласно п.1.8.

2.3. Если на стадии проектирования прогнозом не установлена возможность внезапного прорыва метана, то в процессе ведения горных работ прогноз должен быть повторен при уменьшении расстояния до потенциального источника метановыделения на 10% и более или увеличении его мощности не менее, чем на 0,05 м.

2.4. Для прогноза необходимы следующие исходные данные:

тип выработки;

геометрические размеры выработки: для лавы - длина очистного забоя и отход его от разрезной печи, для стволов круглого сечения - диаметр в проходке, остальных выработок - длина и ширина в проходке с учетом бермы, м;

выход летучих веществ из угля разрабатываемого или ближайшего к подошве выработки пласта, % весовые в пересчете на сухое беззольное состояние;

глубина разработки (расстояние от земной поверхности по вертикали до подошвы выработки в ее средней части по ширине - для капитальных, а также подготовительных выработок и по длине очистного забоя для лав), м;

расстояние по нормали от места прогноза до плоскости смесителя ближайшего дизъюнктивного нарушения или воображаемого продолжения его по п.1.8, м;

глубина зоны газового выветривания, м;

расход воздуха в выработке, м3/мин;

расход метана в исходящей струе выработки до газодинамического явления, м3/мин ;

давление газа в горном массиве на рассматриваемой глубине, Па;

выход золы в пересчете на сухую массу угля или углистого сланца потенциального источника метановыделения (только для очистных забоев), % весовые;

температура пород на заданной глубине (только для очистных забоев), °С:

литологический состав пород почвы выработки на глубину по нормали к наслоению не менее 60 м - для очистных забоев и 30 м - для остальных выработок, а также мощность каждого слоя в метрах.

2.5. Перечисленные в п.2.4 исходные данные предоставляются заинтересованными организациями или предприятиями в обслуживающий их вычислительный центр по форме, приведенной в приложений.

2.6. В результате решения конкретной задачи по разработанной для ЭВM программе на распечатке выдаются параметры прогноза, изложенные в п. 2.1, а также исходные данные по п. 2.4.

III. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

3.1. Все рабочие, назначаемые на работы в горные выработки, в которых прогнозом установлена возможность внезапного прорыва метана, и посещающие их должностные лица, доданы быть ознакомлены с предупредительными признаками данного газодинамического явления, а также иметь при себе изолирующие самоспасатели.

3.2. Расход воздуха Q в выработке должен проверяться исходя из обеспечения концентрации в нем кислорода не менее 15% на случай прорыва метана:

Q ≥4(1м + 1), м3/мин

где 1м - ожидаемый максимальный расход метана из наработанного массива при внезапном его разрушении, м3/мин; - расход метана в исходящей струе выработки до газодинамического явления, м3/мин. Для девствующей выработки принимается по фактическим замерам, а для проектируемой определяется расчетом в соответствии с действующим "Руководством по проектированию вентиляция угольных шахт".

3.3. В случае невозможности обеспечения очистного забоя необходимым расходом воздуха на шахтах, использующих пневмоэнергию, в лавах должен быть проложен магистральный шланг сжатого воздуха с 3-5 отводами и переключателями, расположенными равномерно по длине. Комбайны и другие механизмы, работающие на сжатом воздухе, также должны быть оснащены отводами сжатого воздуха с переключателями.

Все устройства аварийного воздухоснабжения должны быть окрашены в оранжевый цвет.

3.4. Все рабочие, ведущие работы в тупиковых и очистных выработках должны обеспечиваться индивидуальными автоматическими сигнализаторами метана в соответствии с Правилами безопасности в угольных к сланцевых шахтах.

IV. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Предупреждение прорывов метана в шахтные выработки из надрабатываемого массива может быть достигнуто за счет:

опережающей отработки защитник пластов;

изменения положения выработки относительно потенциального источника газовыделения;

дегазации потенциальных источников газовыделения при помощи скважин.

4.1. Опережающая отработка защитных пластов

4.1.1.. Механизм защитного действия опережающей отработки защитных пластов состоит в снижении горного и газового давления, увеличения газопроницаемости в результате разгрузки и дегазации под- и надрабатываемого массива.

4.1.2. Защитным является такой пласт, отработка которого обеспечивает предупреждение внезапных прорывов метана из почвы выработок, проводимых в защищенной зоне по выше - или нижележащему горному массиву.

4.1.3. При отработке свиты пластов в качестве защитного пласта принимается один из них, опережающая отработка которого обеспечивает максимальный эффект защиты, и который отрабатывается как одиночный с применением одной из вышеприведенных мер по предупреждению прорывов метана из надрабатываемого им массива.

4.1.4. Отработка защитных пластов должна производиться без оставления целиков угля.

4.1.5. Размер защитной зоны в кровлю S1 (рис. 1) принимается равным 70 кратной вынимаемой мощности защитного пласта, а в почву S2 - 25 м для пологих и наклонных и 35 м - для крутых пластов.

Рис. 1. Границы зон защиты от прорыва метана в шахтные выработки из горного массива при его подработке (а) и надработке (б):

1 - угольный пласт, подлежащий отработке или по которому намечено проведение подготовительной выработки;

2 - защитный пласт;

3 - потенциальный источник газовыделения;

4 - подготовительная выработка.

4.1.6. Выработка считается зачищенной от прорыва метана,

если ее подошва располагается выше нижней границы зоны защиты на расстоянии не менее 10м.

4.1.7. Защита выработки от внезапного прорыва в нее метана обеспечивается, если с момента под - или надработки зоны, в которой проведена выработка, прошло не менее 6 месяцев.

4.1.8. Углы защиты б1 , б2 , б3 и б4 принимаются из нижеприведенной таблицы.

Таблица

Значение углов защиты

Угол залегания Пластов, град.

Подработка

Надработка

Б1, град.

Б2, град.

Б3, град.

Б4, град.

80

80

75

75

10

77

83

75

75

20

73

87

75

75

30

69

90

77

70

40

65

90

80

70

50

70

90

80

70

60

72

90

80

70

70

72

90

80

72

80

73

90

78

75

90

75

80

75

80

4.2. Изменение положения выработки относительно потенциального источника газовыделения

4.2.1. Предупреждение прорывов метана из почвы подготовительных выработок или камер достигается за счет их проведения таким образом, чтобы кратчайшее расстояние от их подошвы до ближайшего к ней источника газовыделения h, включая его мощность, превышало прогнозируемую глубину разрушения надработанного массива hk (рис. 2).

Рис. 2. Неопасное (а) и опасное (б) расположение выработок в условиях крутого и наклонного залегания пласта:

1 - подготовительная выработка;

2 - потенциальный источник газовыделения.

4.2.2. Если в надрабатываемом горном массиве вблизи подошвы подготовительной выработки находится потенциальный источник газовыделения, например, в виде пласт (прослойки) угля или углистого сланца, то, при возможности, он должен выниматься на полную мощность во время проведения выработки. При этом прорыв метана из почвы выработки не ожидается, если одновременно соблюдается условие, изложенное в п.4.2.1. (рис. 3).

4.3. Дегазация потенциальных источников газовыделения при помощи скважин

4.3.1. Дегазация потенциальных источников газовыделения при помощи скважин для предупреждения прорывов метана из надрабатываемого массива в горные выработки может быть осуществлена в любых горно-геологических и горнотехнических условиях.

4.3.2. Дегазационные скважины необходимо бурить на потенциальный источник газовыделения в виде пласта (прослойки) угля или углистого сланца так, чтобы они полностью пересекали его и внедрялись в подстилающий породный слой.

4.3.3. При попадании в прогнозируемую зону разрушения надрабатываемого массива несколько потенциальных источников газовыделения дегазационные скважины необходимо бурить до наиболее удаленного от подошвы выработки источника газовыделения.

4.3.4. Для предупреждения прорывов метана в лавах дегазационные скважины необходимо бурить из подготовительных выработок преимущественно восстающими. Первая скважина должна быть пробурена таким образом, чтобы ее забой находился в створе с линией нарезаемого очистного забоя. Расстояние между забоями скважин - не более 25 м, а пересечение потенциальных источников газовыделения по длине лавы должно производиться на расстояниях, указанных на рис. 4, 5 и 6.

4.3.5. При проведении горизонтальных и наклонных выработок расстояние между забоями скважин и отставание их от вертикальной проекции забоев выработок не должно превышать 20 м, при этом забои скважин не должны выходить за контур выработки (рис. 7).

Рис. 3. Опасное (а) и неопасное (б) расположение выработок в условиях пологого залегания пластов:

1 - подготовительная -выработка;

2 - потенциальные источники газовыделения.

Рис. 4. Схемы дегазации потенциального источника газовыделения при прямом (а) и обратном (6) порядке отработки пласта пологого залегания:

1 - разрабатываемый пласт; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина; А-А - положение линии очистного забоя на момент его отхода от разрезной печи.

Рис. 5. Схема дегазации потенциального источника газовыделения скважинами, бурыми из откаточного штрека в условиях крутого и маслянного залегания пластов: 1 - разрабатываемый пласт; 2 - потециальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина.

Рис. 6. Схема дегазации потенциального источника газовыделения скважинами, буримыми

из полевого штрека в условиях крутого и наклонного залегания пластов: 1 - разрабатываемый пласт; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина.

Рис. 7. Схема дегазации потенциального источника газовыделения при проведении горизонтальных и наклонных выработок:

1 - выработка; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина.

4.3.6. При сооружении камер длиной до 10 м дегазация потенциальных источников газовыделения осуществляется не менее чем двумя скважинами, а при длине камеры свыше 10 м необходимо по ее длине бурить дополнительно по одной скважине на каждые 10 м.

4.3.7. Перед вскрытием потенциальных источников газовыделения квершлагами и наклонными выработками бурение скважин не- обходимо осуществлять за 15 м до подхода к месту прогнозируемой глубины разлома массива hK (рис. 8). Расстояние между забоями скважин - не более 15 м, а при расстоянии от подошвы выработки до потенциального источника газовыделения равном 5 м и менее - не более 6 м.

4.3.8. При подходе забоя вертикального ствола к потенциальному источнику газовыделения на расстояние, превышающее на 5 м критическую глубину разлома почвы, но не менее чем за 10 м до него необходимо бурить не менее двух скважин (рис. 9).

4.3.9. Вскрытие выбросоопасных пластов производится в соответствии с требованиями действующей "Инструкции по безопасному введению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа", а параметры бурения дегазационных скважин по п. 4.3.7. и 4.3.8. должны быть не менее требуемых Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах.

4.3.10. При проведении выработок в зонах, примыкающих к дизъюнктивным нарушениям по п. 1.8 необходимо осуществлять дегазацию надрабатываемого горного массива на глубину не менее 25м.

4.3.11. Во всех случаях дегазационные скважины необходимо располагать под углом 20-30° к линии очистного забоя или продольной оси подготовительной выработки с тем, чтобы они пересекали образующиеся трещины и, при возможности, плоскости сместителей дизъюнтивов.

Рис. 8. Схема дегазаций потенциального источника газовыделения при вскрытии его квершлагом:

1 - квершлаг;

2 - потенциальный источник газовыделения;

3 - дегазационная скважина.

Рис. 9. Схема дегазации потенциального источника газовыделения в условиях проведения вертикального ствола:

1 - вертикальный ствол;

2 - потенциальный источник газовыделения;

3 - дегазационные скважины.

4 3.12. Бурение скважин, их оборудование и контроль режима работы дегазационной системы, а также применение других мер борьбы с суфлярами действующих, горных выработках должны производится в соответствии с Руководством по дегазации угольных шахт".

Приложение

Бланк исходных данных для прогноза внезапных прорывов метана из почвы горных выработок

Производственное объединение____________________________________________________

Шахта (шахтоуправление, организация)______________________________________________

Участок_________________________________________________________________________

Выработка_______________________________________________________________________

Геологический символ разрабатываемого пласта1)_____________________________________

Исходные данные

Значения исходных данных

Код типа выработки 2)

Диаметр (ширина) капитальной (подготовитель-ной) выработки в проходке с учетом бермы или длина очистного забоя лавы, м

Длина капитальной (подготовительной) выработки или отход очистного забоя лавы от разрезной печи, м

Выход летучих веществ из угля разрабатываемого или ближашего к подошве выработка пласта, % весовые в пересчете на сухое беззольное состояние 3)

Глубина от земной поверхности до подошвы выработки Н, м 4)

Расстояние по нормали от места прогноза до плоскости сместителя ближайшего дизъюктивного нарушения или воображаемого продолжения его по п. 1.8. м.

Количество слоев пород почвы выработки и литологической колонке по таблице 3 приложения

Таблица 2

Исходные данные

Значения исходных данных

Глубина зоны газового выветривания, м 5)

Расход воздуха в капитальной (подготовительной) выработке или в очистном забое лавы, м3/мин

Расход метана в исходящей струе капитальной (подготовительной) выработки или лавы до прогнозируемого газодинамического явления, м3/мин

Выход золы угля или углистого сланца потенциального источника газовыделения в пересчете на сухую массу, % весовые 6)

Температура горных пород на глубине Н, 0 С.

Давление газа в горном массиве на рассматриваемой глубине, Па

Наименование литологических типов пород почвы капитальной (подготовительной) выработки или очистного забоя, начиная от подошвы вглубь массива согласно п 2.4 7)

Код литологического типа пород 8)

Мощность литологического типа пород почвы, м

Составитель_____________________________________________________________________

(подпись) (расшифровка подписи)

дата _______________________ № служебного телефона _______________________________

Главный инженер (подпись)____________ (расшифровка подписи)_______________________

дата _______ № служебного телефона_______________________________________________

Примечания:

1) приводится для очистных забоев лав, капитальных или подготовительных выработок соответствующего разрабатываемого или намечаемого к разработке пласта;

2) для очистного забоя лавы - 1, квершлага - 2, вертикального ствола - 3, камеры - 4, остальных выработок - 5;

3) если вблизи подошвы выработки располагается угольный пласт некондиционной мощности, для которого отсутствуют сведения о выходе летучих веществ, то принимается по ближайшему пласту кондиционной мощности;

4) принимается с учетом указаний в . 2.4;

5) приводится только при условии отсутствия фактических сведений о газовом давлении;

6) при отсутствия фактических данных допустимо принимать для угольных пластов (прослоек) - 10% для углистых сланцев -60%;

7) в каждой строке таблицы 3 приложения приводятся данные но одному литологическому типу пород;

8) для песчаника - I, песчаника "кучерявчика" - 2, известняка - 3, песчаного сланца - 4, песчаного сланца "кучерявчика" - 5, глинистого сланца - б, глинистого сланца "кучерявчика" -7, песчано-глинистого сланца - 8, угля - 9, углистого сланца - - 10, углисто-глинистого сланца - 11; для другой порода принимается код сходного с указанным выше литологическим типом или близким по крепости;

9) если для конкретного места прогноза отсутствуют фактические исходные данные (например: температура, давление газа, литологический состав почвы или расстояние до дизъюнктива), то, как крайняя мера, заносятся сведения, полученные путем интер -или экстра поляции данных по ближайшим геологоразведочным линиям или горным работам.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КЛАССИФИКАЦИИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

ЦБНТИ Минуглепрома СССР, 1991

ВВЕДЕНИЕ

В классификацию включены газодинамические явления (ГДЯ), происходящие при ведении горных работ на угольных шахтах и представляющие собой. внезапное быстропротекающее разрушение угольного пласта (пород) в горных выработках, как правило, сопровождающееся повышенным газовыделения. Газодинамический явления нарушают технологические процессы добычи угля и проведения выработок, а также создают угрозу жизни и здоровью людей. Нарушение технологического процесса при ГДЯ может происходить в результате повреждения крепи и механизмов, нарушения вентиляции, разрушения линии забоя. Основную угрозу жизни и здоровью людей при ГДЯ представляют: выделяющийся газа механического воздействие перемещаемого при явлении разрушенного угля (породы), воздушная ударная волна.

ГДЯ обусловлены изменением напряженно-деформированного и газодинамического состояния разрабатываемых пластов и вмещающих пород при ведении горных работ; наличием в пластах и породах газа; особенностями структуры и физико-механических свойств угля и пород и отличаются между собой степенью участия перечисленных факторов в подготовке и протекании явлений. Каждый из этих факторов, в свою очередь, зависит от множества других, менее значимых факторов, которые можно разделить на природные, влияющие на предрасположенность пласта (пород) к ГДЯ; технологические, отражающие измене не напряженного и газодинамического состояния призабойной части пласта (пород) в процессе его разработки, и геомеханкческие, характеризующие изменение напряженно-сформированного и газодинамического состояния угленосной толщи в зависимости от пространственно-временных соотношений развития горных работ на разрабатываемом и соседних пластах.

Существование ГДЯ, обусловленных сочетанием различных факторов, требует их учета при выборе способов прогноза и мер предотвращения ГДЯ, а также при определении мероприятий по обеспечению безопасности людей. Выбор мер предотвращения ГДЯ без учета факторов, обусловливающих их pазвитие может не только снизить эффективность этих мер, но и способствовать провоцированию явления.

В настоящее время в правилах безопасности и правилах технической эксплуатации классификация ГДЯ отсутствует, что затрудняет установление вида происшедшего явления при расследовании аварий, его причин, а также выбор и разработку мероприятий по дальнейшему безопасному ведению горных работ.

При подготовке классификации использованы методические подходы к систематизации ГДЯ, разработанные А.А, Скочинским, И.В. Бобровым, С.Г. Авершиным, В.В. Ходотом, Г.Д. Лидиным, А. Э. Петросяном, О. И. Черновым, В.Е. Забигайло, С. Нановской, П. Кнолем, которые предусматривали возможность классификации; ГДЯ прежде всего по движущим силам и особенностям их протекания. Такой подход к составлению классификации позволяет осуществлять анализ ГДЯ и выбор комплекса мер но их предотвращению.

В классификацию не вошли такие явления, как обвалы и обрушения пород кровли, прорывы воды плывунов и пульпы, которые не связаны с газодинамической активностью массива горных пород.

В классификацию условно включено обрушение нависающего массива угля, которое не является газодинамическим явлением, однако его характеристика необходима при расследовании аварий для определения вида ГДЯ.

При подготовке классификации использовали отраслевые правила безопасности и инструкции по разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, склонных к горным ударам, по прогнозу и предупреждению внезапных прорывов метана из почвы горных выработок, управлению горным давлением в очистных и подготовительных выработках.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

1. СУФЛЯР

Факторы, определяющие подготовку и развитие явления

Высокая газоносность пластов и боковых пород (преимущественное действие энергии газа).

Характеристика явления и отличительные признаки

Интенсивное выделение газа из водимых трещин, шпуров или скважин. Выделение газа происходит с медленным затуханием во времени (от нескольких часов до месяцев). Основным поражающим фактором является газ. Нарушение технологического процесса возможно в результате загазирования выработок.

Типичные условия возникновения явления

Зоны тектонических нарушений. Границы зон сдвижения горных пород при подработке или надработке. Происходит как при воздействии на пласт, так в при остановленных механизмах.

Предупредительные признаки

Обычно отсутствуют.

ІІ. ВНЕЗАПНЫЙ ПРОРЫВ ГАЗА ИЗ ЗОНЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО НАРУШЕНИЯ

Факторы, определяющие развитие явления

Высокая газоносность пластов (преимущественно действие энергии газа). Наличие трещин и пустот в пласте и боковых породах.

Характеристика явления и отличительные признаки

Кратковременное протекание; большое количество выделившегося газа при незначительном объеме вынесенного угля. Разрушение и вынос разрушенного угля (породы) в выборку. Относительное газовыделения более чем в 3 раза превышает природную газоносность угля. Преобладание крупных фракций угля в разрушенной массе. Возможен удар в массиве, сопровождающийся воздушным толчком, опрокидывание вентиляционной - струи. Отсутствие, как правило, повреждений крепи и оборудования. Наличие вскрытого выработкой тектонического нарушения, являющегося коллектором газа. Основным поражающим фактором является газ. Нарушение технологического процесса возможно в результате загазирования выработки.

Типичные условия возникновения явления

Вскрытие тектонического нарушения. Процесс происходит при воздействии на забой выемочным механизмом или при буровзрывных работах.

Предупредительные признаки

Повышение газовыделения в выработку при бурении шпуров (скважин) или выемке угля.

III. ВНЕЗАПНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПОРОД ПОЧВЫ С ВЫНОСОМ МЕТАНА И УГЛЯ

(Внезапный прорыв метана из почв и выработки)

Факторы, определяющие развитие явления

Свободный газ, содержащийся в расслоениях между пачками пласта, а также в соседних (по 25 м) пластах к пропластках. Пониженная механическая прочность yгля и пород в зонах геологических нарушений при высоком давлении свободного газа (преимущественное воздействие энергии газа при участии горного давлении).

Характеристика явления и отличительные признаки

Быстропротекающее разрушение пород почвы выработки, сопровождающееся динамическим эффектом, интенсивным выделением газа, иногда с углем, водой. Образование зияющих трещин ориентированных по нормали или под некоторым углом к напластованию пород и, как правило, вдоль линии очистных забоев и продольной оси подготовительных выработок; поднятие (коржение) пород почвы; повышенное выделение газа в горную выработку, иногда с кратковременным опрокидыванием воздушной струй; звуковые эффекты; упругие колебания почвы; возможны повреждения крепи и оборудования. Основными поражающими факторами являются выделяющийся газ и механическое воздействие разрушенных пород. Технологический процесс может быть нарушен в результате загазирования выработки, смещения оборудования и крепи.

Типичные условия возникновения явления

Зоны влияния геологических нарушений; наличие нижележащих пачек тектонически нарушенного угля или пластов, прослойков угль, углистого сланца, расположенных в почве выработки; наличие трудно обрушаемой кровли; большая площадь обнажения пород почвы; ведение горных работ в зонах ПГД. Обычно проявляется без воздействия на забой.

Предупредительные признаки

Звуковые эффекты в массиве, интенсивное пучение почвы, повышенное давление на крепь.

ІV. ВНЕЗАПНЫЙ ВЫБРОС УГЛЯ И ГАЗА

Факторы, определяющие развитие явления

Содержащийся в пласте газ и горнов давление. Пониженная механическая прочность угля и высокая скорость газоотдачи, обусловленная нарушенностью макро- и микроструктуры угля.

Характеристика явления и отличитильные признаки

Кратковременность протекания; разрушение и отброс угля в выработку на расстояние, превышающее протяженность возможного его размещения под углом естественного откоса; образование в угольном пласте полости с устьем, меньше максимальной ее ширины; наклон оси полости относительно линии простирания; наличие, как правило, тонкодисперсной угольной пыли в разрушенном угле; повреждение крепи и оборудования; воздушный толчок, иногда опрокидывающий вентиляционную струю; звуковые эффекты в массиве; повышенное газовыделения в выработку, при котором относительное газовыделения близко или больше разности между средней природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью выброшенного угля. Поражение людей возможно, в результате действия выделившегося газа и механического воздействия разрушенным углем. Нарушение технологического процесса возможно в результате повреждения крепи и механизмов, а также разрушения линии забоя.

Типичные условия возникновения явления

Пласты со средней газоносностью более 6 м3/т с.б. м.; зоны геологических нарушений; зоны ПГД от работ соседних пластов; участки зависания пород кровли; места вскрытия пластов. Происходит при воздействии на пласт.

Предупредительные признаки

Выдавливание (высыпание) угля из забоя; звуковые эффекты в массиве; отскакивание кусочков угля; вынос газа, штыба и зажатие бурового инструмента при бурении шпуров (скважин); уменьшение прочности угля; усиленное давление на крепь.

V. ВНЕЗАПНЫЙ ВЫБРОС ПОРОДЫ И ГАЗА

Факторы, определяющие развитие явления

Горное давление, физико-механические свойства газоносных порой.

Характеристика явления и отличительные признаки

Лавинно-развивающееся разрушение породного массива с выносом и перемещением породы по выработке потоком выделяющегося газа. Породный массив разрушен за контуром выработки. Часть отброшенной от забоя породы раздроблен до размеров крупнозернистого песка. Образовавшаяся полость оконтурена породой, расслоившейся на тонкие чешуеобразные пластинка. Повышенное по сравнению с обычным газовыделение в выработку, воздушный толчок, сотрясение массива. Угол откоса меньше естественного. Нарушение технологического процесса с повреждением машин, крепи, разрушением линии забоя.

Типичные условия возникновения явления

Газонасыщенные высокопористые песчаники. Поведение выработок буровзрывным способом. Геологическрю не рушения.

Предупредительные признаки

Деление керна на выпукло-вогнутые диски. Увеличение коэффициента использования шпуров и степени дробления породы в предыдущих циклах производства взрывных работ.

VI. ВНЕЗАПНОЕ ОБРУШЕНИЕ (ВЫСЫПАНИЕ) УГЛЯ С ПОПУТНЫМ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ

Факторы, определяющие развитие явления

Горное давление, гравитационные силы, газ в сорбированном состоянии, физико-механические свойства угля.

Характеристика явления и отличительные признаки

Быстропротекающее разрушение нависающего массива угля, сопровождающееся выделением газа; полость ориентирована вверх, и ее ось близка к лилии восстания пласта. Процесс происходит без отброса угля по простиранию, разрушенный уголь расположен под углом, близким к углу естественного откоса. Относительное газовыделение на маломощных пластах. равно или меньше разности между природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью обрушившегося угля (на мощных пластах восточных, районов страны вследствие интенсивного газовыделения из разгруженных, слоев угля у полости относительное газовыделение может существенно превышать разность между природной и остаточной газоносностью обрушенного угля). Повреждение крепи незначительное или отсутствует. Возможно поражение людей обрушенным углем. Нарушение технологического процесса возможно в результате повреждения крепи или разрушения линии забоя. Возможно образование взрывоопасных концентраций метана.

Типичные условия возникновения явления

Крутые и крутонаклонные газоносные пласты многопачечногон строения; зоны геологических нарушений зоны ПГД о работ соседних пластов нарушение технологии выемки (подбой) или отсутствие крепления нависающего массива. Обычно происходит при выемке угля.

Предупредительные признаки

Как правило, отсутствуют. Иногда происходит высыпание угля в краевой части пласта на небольших участках; появление пачек угля III-У степени нарушенности; отслаивание угля из нависающего массива; повышенное давление на призабойную крепь.

VII. ОБРУШЕНИЕ НАВИСАЮЩЕГО МАССИВА УГЛЯ

(не относится к ГДЯ, включено условно для использования при определении вида ГДЯ)

Факторы, определяющие развитие явления