РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ
АНОМАЛЬНЫХ ЗОН
2.1. Оценка эффективности действующих способов прогноза выбросоопасности
Для обеспечения достоверности выявляемых выбросоопасных зон необходимо
исследовать эффективность применяемых способов прогноза выбросоопасности.
Анализ возможных ошибок первого и второго рода (надежность и достоверность
прогноза), с одной стороны, позволит более объективно подходить к результатам
прогноза, а с другой стороны, даст возможность выбрать комплекс способов,
применение которых позволит повысить точность определения выбросоопасности.
Как следует из предыдущего раздела, применяемые в настоящее время на шахтах
способы прогноза, в основном, базируются на измерении одного из параметров
состояния углепородного массива. Уже в этом заключаются возможные ошибки
прогноза выбросоопасности [37], поскольку для реализации выброса необходимо
сочетание трех факторов: высокое содержание газа, повышенное НДС массива,
низкая крепость угля. Эти факторы в определенной мере связаны между собой,
поэтому аномальное поведение одного из них может отражать поведение двух
других.
Поскольку горно-геологические условия ведения горных работ изменяются в широком
спектре, невозможно в целом для региона выполнить оценку эффективности
применяемых способов прогноза. Поэтому ниже рассмотрены конкретные примеры
возникновения ошибочных прогнозов, которые позволяют сделать вывод о
возможности включения способа в метод комплексной оценки выявленных зон.
Как на выбросоопасных, так и на угрожаемых пластах аномальные зоны выявляются в
случае, если текущие параметры применяемого прогноза превысили критические
значения.
Из приведенных данных в таблице 1.1 следует, что наиболее распространенными
способами прогноза выбросоопасности являются:
текущий прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения в шпур;
прогноз по акустической эмиссии массива;
способ контроля выбросоопасности по параметрам техногенного акустического
сигнала.
Таким образом, для разработки метода комплексной оценки аномальных зон
необходимо провести анализ этих способов прогноза выбросоопасности.
Текущий прогноз по начальной скорости газовыделения в большинстве случаев
позволяет надежно прогнозировать неопасные по выбросам зоны и подходы к
выбросоопасным зонам. Ошибки прогноза возникают чаще всего при ведении горных
работ на глубинах более 800 м и в определенных горно-геологических условиях.
Анализ результатов применения прогноза выбросоопасности позволяет сделать
вывод, с одной стороны, о наличии шахтопластов, в которых превышение
критических значений начальной скорости газовыделения зачастую не связаны с
реальной выбросоопасностью, а с другой стороны, возможности получения значений
этого параметра ниже критических (вплоть до нулевых) в выбросоопасной зоне
непосредственно перед газодинамическим явлением.
Из практики выполнения исследований на шахте «Заперевальная 2» при бурении
шпуров в нижней нише 6-й западной лавы пласта h10 наблюдалось интенсивное
газовыделение, а после их герметизации скорость газовыделения оказалась равной
0. При взрывных работах здесь произошел выброс угля и газа. На шахте
«Комсомолец Донбасса» при проведении 1?й воздухоподающей выработки по пласту
были получены нулевые значения скорости газовыделения, а при выемки
угле-породного массива комбайном произошел выброс угля и газа.
Можно предположить, что причина заключается в измерении начальной скорости
газовыделения непосредственно в зоне высокой вероятности развязывания выброса
угля и газа, когда уголь претерпел существенные структурные изменения [38],
приобрел квазипластичность, которая исключает образование трещин, резко
сокращает дегазацию пласта.
Эти примеры подтверждают выводы проф. А.Е. Ольховиченко о невозможности
использования начальной скорости газовыделения для прогноза выбросов в пределах
выбросоопасной зоны [6, стр. 57].
С другой стороны, имеются примеры, когда высокие значения скорости
газовыделения не связаны с фактической выбросоопасностью угольного пласта.
На шахте «Самсоновская-Западная» при проведении 2-го западного ярусного
конвейерного штрека по пласту БВР в режиме СВ на отдельных участках на первом и
втором интервале измерений скорость газовыделения достигала 25 л/мин и более,
однако ГДЯ не было. Аналогичная ситуация была при проведении 3-го восточного
ярусного конвейерного штрека горизонта 714 м. Выбросов угля и газа при БВР не
было. Превышение критического уровня скорости газовыделения имели место в
других выработках, однако ГДЯ при сотрясательном взрывании отсутствовали.
Таким образом, учитывая тот факт, что в опасной по выбросам угля и газа зоне
вполне возможны значения ниже критического уровня и напротив, на неопасных
участках некоторых шахтопластов превышения критического уровня не связаны с
реальной выбросоопасностью, применять измерения начальной скорости выделения в
шпур для оценки газового фактора при выполнении комплексной оценки не
рекомендуется.
Способ прогноза выбросоопасности по акустической эмиссии массива наиболее
широко применяется на крутом падении пластов при выемке угля отбойными
молотками и в очистных забоях механизированных лав на пологом залегании
пластов. По результатам ведения прогноза выдается заключение «Опасно по ГДЯ»
или «Опасно по проявлению горного давления».
В лавах на пологом залегании пласта зачастую прогноз «Опасно по проявлению
горного давления» выдается почти непрерывно, а прогноз «Опасно по ГДЯ»
практически исключен. Так, например, в 4-й северной лаве пласта шахты
«Комсомолец Донбасса», на
- Київ+380960830922