Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 10 декабря 2020 г. N 515 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по прогнозу динамических явлений и мониторингу массива горных пород при отработке угольных месторождений"

32. Горному удару предшествуют следующие события:

повышенное горное давление на крепь горной выработки;

удары, трески, толчки в массиве горных пород различной силы и частоты;

стреляние отслоившихся кусков угля (породы);

повышенный выход буровой мелочи и зажатие бурового инструмента.

33. Внезапному выбросу угля и газа предшествуют следующие события:

удары, трески в массиве горных пород;

выдавливание и высыпание угля из забоя, отслаивание кусков угля от забоя;

вынос буровой мелочи и газа при бурении;

выталкивание или втягивание бурового инструмента, его зажатие;

уменьшение прочности угля, изменение его структуры;

шелушение забоя.

34. Внезапному выдавливанию угольного пласта предшествуют следующие события:

повышенное давление на крепь;

повышенный выход буровой мелочи;

звуковые эффекты в массиве.

35. Динамическому разрушению пород почвы горных выработок предшествуют следующие события:

удары в породах почвы;

повышенное пучение почвы;

повышенное давление на крепь.

36. Внезапному выбросу породы и газа предшествуют следующие события:

повышенное дробление пород при ведении взрывных работ;

увеличение коэффициента использования шпуров.

43. Угольные пласты к категории "угрожаемые по горным ударам" относятся по параметру , ед., характеризующему склонность угольного пласта к горным ударам на достигнутых глубинах ведения горных работ.

При глубине залегания угольного пласта Н, м, не более 200 м , определяется по формуле:

, (1)

где: P ₁ - параметр, учитывающий глубину залегания угольного пласта, ед. P ₁ принимают равным 1,5;

Р ₂ - параметр, учитывающий предел прочности на одноосное сжатие  _пор.сж пород, залегающих в основной кровле угольного пласта, МПа. Значения Р ₂ приведены в таблице N 1 приложения N 3 к Инструкции;

Р ₃ - параметр, учитывающий мощность прочных пород основной кровли угольного пласта m _{проч.пор.о.к}, ед. Значения Р ₃ приведены в таблице N 2 приложения N 3 к Инструкции;

Р ₄ - параметр, зависящий от отношения мощности пород легкообрушающейся кровли к мощности вынимаемого слоя угольного пласта, доля ед. Значение Р ₄, определяется по формуле:

. (2)

При H более 200 м , определяется по формуле:

. (3)

Значение рассчитывается по геологическим данным разведочных скважин, пробуренных в пределах участков угольного пласта, на которых ведутся горные работы. При расчете m _л.о.крпринимается равной минимальной мощности пород, залегающих над пластом, предел прочности которых на одноосное сжатие  _сж50 МПа, m _{проч.пор.о.к} - максимальной мощности прочных пород основной кровли угольного пласта, Н равной максимальной глубине залегания угольного пласта в контуре участка, для которого определяется склонность угольного пласта к горным ударам.

Каменноугольные пласты относятся к категории "угрожаемые по горным ударам" при .

Антрацитовые пласты относятся к категории "угрожаемые по горным ударам" при .

Для нанесения границы глубины Н _гор.уд угрожаемых по горным ударам угольных пластов на горную графическую документацию принимают значения для каменноугольных пластов и для антрацитовых пластов.

44. Удароопасность угольных пластов при ведении горных работ устанавливается по механическим свойствам угля. Для этих целей используются коэффициент удароопасности угольного пласта К _уд, %, и (или) показатель интенсивности разрушения К _и, доля ед.

Коэффициент удароопасности угольного пласта К _уд устанавливается в следующем порядке:

определяется относительная деформация образцов угля краевой части угольного пласта при искусственно созданной нагрузке, составляющей 75 - 80% разрушающей нагрузки  _у, %;

определяется полная относительная деформация образцов угля краевой части угольного пласта при искусственно созданной нагрузке  _п, %;

рассчитывается коэффициент удароопасности угольного пласта К _уд, %, по формуле:

. (4)

Для угольных пластов Кузнецкого угольного бассейна K _уд определяется по графику K _уд=f( _сж), приведенному на рисунке 1

Рис. 1. График зависимости K _уд от  _сж.

Коэффициент крепости угля по Протодьяконову угольного пласта сложного строения f _{уг.пл.сл.стр}, у.е., состоящего из нескольких угольных пачек разного петрографического типа, определяется по формуле:

, (5)

где: f _{кр.пач.уг} - коэффициент крепости по Протодьяконову пачки крепкого угля, у.е.;

f _{сл.пач.уг} - коэффициент крепости по Протодьяконову пачки слабого угля, у.е.;

m _сл.пач - мощность пачки слабого угля, м;

m _уг.пл - мощность угольного пласта, м.

К пачкам крепкого угля относятся пачки угля, у которых f _{кр.пач.уг}>0,6, к пачкам слабого угля - у которых f _{сл.пач.уг}0,6.

Коэффициент удароопасности угольного пласта сложного строения K _{уд.пл.сл.стр}, %, определяется по формуле:

, (6)

где: K _{уд.кр.пач} - коэффициент удароопасности крепкой пачки пласта, %;

K _{уд.сл.пач} - коэффициент удароопасности слабой пачки пласта, %.

Угольный пласт относится к угрожаемым по горным ударам при K _уд70% или в случае его сложного строения при K _{уд.пл.сл.стр}70%.

Показатель интенсивности разрушения К _и устанавливается в следующем порядке:

проводятся исследования упругой деформации угля на образце размером не менее 40 х 40 х 80 см. Для определения показателя интенсивности разрушения К _и в соответствии с рисунком 2 строится график  _сж=f(), на котором проводятся следующие геометрические построения:

выделяется участок упругого деформирования и проводится прямая линия 0Е;

из точки перегиба А проводится прямая линия AD, параллельная прямой 0Е, и прямая линия АС, перпендикулярная оси ;

из точки С проводится прямая линия СВ, параллельная линии ОЕ;

подсчитываются площади геометрической фигуры с вершинами в точках ACD S _ACD, у.е. и геометрической фигуры с вершинами в точках ABC S _ABC, у.е.;

определяется показатель интенсивности разрушения К _и, по формуле:

, (7)

Рис. 2. График зависимости  _сж от .

Угольный пласт относится к склонным к горным ударам при К _и<0,9.

Потенциальная удароопасность угольного пласта сложного строения, представленного разнопрочными угольными пачками или разделенного породными прослоями, определяется по наиболее прочным угольным пачкам. Угольный пласт, у которого предел прочности угля на одноосное сжатие  _уг.сж угольных пачек превышает в 4 раза и более предел прочности на одноосное сжатие  _пор.сж породных прослоев, и суммарная мощность породных прослоев в угольном пласте составляет 40% и более мощности угольного пласта, относится к не склонным к горным ударам.

45. Угольные пласты относятся к категории "угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа" с глубины их залегания HH _выб, м, приведенной в таблице N 3 приложения N 3 к Инструкции.

Для угольных бассейнов и районов, не указанных в таблице N 3 приложения N 3 к Инструкции, за исключением Донецкого угольного бассейна, H _выб принимается равной 150 м.

Для угольных бассейнов и районов, указанных в настоящем пункте, H _выб уточняется в соответствии с пунктом 46 главы IV Инструкции.

46. Для угольных пластов с природной газоносностью 15 м ³/т с.б.м. и более в пределах шахтного поля, его крыла или участка H _выб устанавливается по формуле:

, (8)

где: - глубина, рассчитанная по газовому фактору, начиная с которой на угольном пласте или его участке возможно проявление внезапных выбросов, м;

- глубина, рассчитанная по фактору напряженного состояния горного массива, с которой на угольном пласте или на его участке возможно проявление внезапных выбросов, м.

Значение , определяется по формуле:

, (9)

где: H ₅ - глубина залегания угольного пласта с изогазой 5 м ³/т с.б.м., м;

grad X - градиент природной газоносности угольного пласта от изогазы 5 м ³/т с.б.м. до изогазы 15 м ³/т с.б.м. на 100 м глубины залегания угольного пласта, м. Значение gradX, определяется по формуле:

, (10)

здесь H - приращение глубины залегания угольного пласта между изогазами 5 м ³/т с.б.м. и 15 м ³/т с.б.м., м. Значение H, определяется по формуле:

H=H ₁₅-H ₅, (11)

здесь H ₁₅ - глубина залегания угольного пласта с изогазой 15 м ³/т с.б.м., м;

F - среднее содержание фюзинита в угольном пласте, %.

В формулу (9) подставляется значение V ^daf, определенное для угля с природной газоносностью 15 м ³/т с.б.м.

Для определения и grad X используются графики нарастания природной газоносности с глубиной, построенные для участков угольных пластов в пределах самостоятельных структурно-тектонических элементов, или данные, полученные при бурении геологических скважин с опробованием на газоносность.

Схема определения и grad X с использованием графика нарастания природной газоносности с глубиной приведена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема определения и grad X с использованием графика нарастания природной газоносности с глубиной.

47. Для шахт Донецкого угольного бассейна H _выб определяется по показателям качества угля V ^daf, М, X в соответствии с таблицей N 4 приложения N 3 к Инструкции..

- удельное электросопротивление антрацитов, Ом.

Значение М, определяется:

при 9V ^daf29, %, по формуле:

M=V ^daf-0,16y. (12)

при V ^daf>29, %, по формуле:

. (13)

Для углей, не склонных к спеканию, у = 0.

Угольный пласт или отдельный его участок в пределах шахтного поля относится к невыбросоопасным:

независимо от глубины ведения горных работ H _г.р и природной газоносности угля X при М>27,7 или lg<3,2;

при природной газоносности угля Х или при глубине ведения горных работ H _г.рH _выб, указанной в таблице N 4 приложения N 3 к Инструкции.

48. Отнесение угольных пластов к категориям "угрожаемые по горным ударам" и "угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа" проводится по результатам определения следующих фазово-физических свойств угля:

показатель сорбционной пористости угля G _мг, доля ед.;

гигроскопическая влага угля;

максимальная влагоемкость угля W _max, %;

естественная влага угля W _e, %.

Показатель G _мг принимается равным отношению пористости угля, определенной сорбционным методом, к общей пористости.

Для определения фазово-физических свойств угля по угольному пласту отбирается пластовая бороздовая проба.

На пластах сложного строения пластовые бороздовые пробы отбираются раздельно по каждой пачке угольного пласта.

По результатам определения фазово-физических свойств угля угольные пласты относятся:

к категории "угрожаемые по горным ударам" при условии, что 70% его мощности составляют угольные пачки, у которых G _мг>0,5;

к категории "угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа" при условии, что в нем есть угольная пачка мощностью более 0,2 м (для шахт Печорского бассейна 0,1 м), у которой G _мг<0,5.

Каменноугольные и антрацитовые пласты не относятся к категориям "угрожаемые по горным ударам" и "угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа" при W _e>W _max.

Буроугольные пласты относятся к категории "угрожаемые по горным ударам" при W _e>0,85W _max.

49. К категории "угрожаемые по внезапному выдавливанию угля" относятся угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа угольные пласты, у которых:

средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг1, у.е.;

предел прочности на одноосное сжатие пород основной кровли  _пор.сж70 МПа;

мощность пород основной кровли 10 м и более.

50. К категории "угрожаемые по динамическому разрушению пород почвы" относятся:

угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа пласты, на расстоянии до 25 м от которых в почве залегает надрабатываемый газоносный угольный пласт, а в междупластии залегают слои пород мощностью более 5 м, предел прочности на одноосное сжатие которых  _пор.сж70 МПа, или угольные пласты, на которых в соседней шахте происходили динамические разрушения пород почвы;

угрожаемые по горным ударам пласты Воркутинского месторождения при условиях: в почве пласта залегают слои пород мощностью 0,5 м и более и предел прочности на одноосное сжатие которых  _пор.сж50 МПа, отношение условной ширины подготовительной выработки a _усл, м, к мощности прилегающего к почве угольного пласта слоя склонных к горным ударам пород в пределах более 2 и менее 6 м. Условная ширина горной выработки a _усл, определяется по формуле (54).

51. К категории "склонные к горным ударам" относятся горные породы с пределом прочности на одноосное сжатие  _пор.сж, равным 80 МПа или более, залегающие на глубине более 500 м, при наличии одного из следующих условий:

в породе присутствует кварц и при бурении скважин керн делится на выпукло-вогнутые диски толщиной менее 1/3 диаметра;

отношение предела прочности на одноосное сжатие  _пор.сж к пределу прочности на растяжение превышает 25.

52. К категории "склонные к внезапным выбросам породы и газа" относятся горные породы, залегающие на глубине 600 м и более, керн которых, полученный при бурении скважин, делится на диски.

58. Прогноз удароопасности в месте вскрытия склонного к горным ударам угольного пласта подготовительной выработкой проводится методом локального прогноза по выходу буровой мелочи в соответствии с пунктом 66 главы VII Инструкции.

59. Для шахт Кузнецкого угольного бассейна прогноз выбросоопасности в месте вскрытия склонного к внезапным выбросам угля и газа угольного пласта выполняется по показателю выбросоопасности П _в, у.е.:

, (14)

где: Р _{г max} - максимальное давление газа в угольном пласте, МПа;

f _уг.min - минимальный коэффициент крепости угля по Протодьяконову угольных пачек, у.е.

При П _в0 угольный пласт в месте вскрытия относится к категории "опасно".

60. Для шахт Печорского угольного бассейна, Партизанского месторождения и месторождений о. Сахалин прогноз выбросоопасности в месте вскрытия склонного к внезапным выбросам угля и газа угольного пласта выполняется по давлению газа в скважинах. Угольный пласт в месте вскрытия относится к категории "опасно", если давление газа в одной или нескольких пробуренных скважинах равно или более 1,0 МПа.

При вскрытии квершлагом свиты угольных пластов крутого залегания контрольные скважины бурятся из одного положения забоя квершлага до пересечения нескольких или всех пластов свиты.

Давление газа в угольных пластах свиты принимается равным максимальному давлению, замеренному в скважинах при поочередном их пересечении.

61. Для шахт Донецкого угольного бассейна прогноз выбросоопасности в месте вскрытия склонного к внезапным выбросам угля и газа угольного пласта выполняется по начальной скорости газовыделения g ₂, л/мин., йодному показателю J, мг/г, и минимальному коэффициенту крепости угля по Протодьяконову угольных пачек f _уг.min. Определение начальной скорости газовыделения g ₂ выполняется в соответствии с главой XXII Инструкции, при этом скважина герметизируется от ее устья до угольного пласта. Значения J и f _уг.min определяются в лабораторных условиях по пробам угля, отобранным из каждой пачки мощностью более 0,2 м или по пласту в целом, если невозможно деление на пачки.

Угольный пласт в месте вскрытия относится к категории "неопасно" при одновременном выполнении трех условий:

g ₂ не более 2,0 л/мин.;

J не более 3,5 мг/г;

f _уг.min не менее 0,6 у.е.

62. При вскрытии выбросоопасных угольных пластов стволами при их проведении буровзрывными работами прогноз выбросоопасности не проводится при условии обнажения и пересечения угольного пласта на полную мощность за одно взрывание по всему забою.

Подготовительная выработка на участке пересечения угольного пласта пологого залегания, при вскрытии которого установлена категория "неопасно", проводится с применением текущего прогноза выбросоопасности.

63. Прогноз удароопасности и выбросоопасности склонных к горным ударам и внезапным выбросам горных пород перед их вскрытием подготовительными горными выработками выполняется по делению на диски керна скважины в соответствии с главами X и XIII Инструкции. Скважина бурится в середине вскрывающей выработки длиной не менее мощности пласта вскрываемой породы.

65. Локальный прогноз удароопасности проводится следующими методами:

на каменноугольных и антрацитовых пластах - по выходу буровой мелочи;

на буроугольных пластах - по изменению естественной влаги угля;

на каменноугольных, антрацитовых и буроугольных пластах - геофизическими методами, основанными на регистрации:

сейсмоакустической активности;

электромагнитных импульсов;

амплитуды искусственно наведенного в угольном пласте электромагнитного поля.

66. Для проведения прогноза удароопасности по выходу буровой мелочи скважины бурятся диаметром 42 - 44 мм.

Определение выхода буровой мелочи приведено в главе XX Инструкции.

Категории "опасно" или "неопасно" участков каменноугольных пластов по выходу буровой мелочи определяются по номограмме, приведенной на рисунке 4, и (или) по формулам (15) - (18).

Рис. 4. Номограмма для установления категории "опасно" или "неопасно" участков каменноугольных пластов по выходу буровой мелочи: l _ин.скв - расстояние от устья скважины (при вскрытии пласта - расстояние от места захода скважины в угольный пласт) до конца интервала, на котором определяли объем или массу буровой мелочи, м; m _уг.пл - мощность угольного пласта, м; P ^V - объем буровой мелочи с 1 м скважины, л/м; P ^m - масса буровой мелочи с 1 м скважины, кг/м.

К категории "опасно" относятся участки каменноугольных пластов, на которых выход буровой мелочи, определенный на одном из интервалов бурения скважины, удовлетворяет одному из следующих условий:

P ^m10,8(l _ин.скв/m _уг.пл)/(12,6-l _ин.скв/m _уг.пл)+2,74; (15)

P ^V13,5(l _ин.скв/m _уг.пл)/(12,6-l _ин.скв/m _уг.пл)+3,43. (16)

К категории "неопасно" относятся участки каменноугольных пластов, на которых выход буровой мелочи, определенный на всех интервалах бурения скважины, удовлетворяет одному из следующих условий:

P ^m<10,8(l _ин.скв/m _уг.пл)/(12,6-l _ин.скв/m _уг.пл)+2,74; (17)

P ^V<13,5(l _ин.скв/m _уг.пл)/(12,6-l _ин.скв/m _уг.пл)+3,43. (18)

Категории "опасно" или "неопасно" участков антрацитовых угольных пластов по выходу буровой мелочи определяются по номограмме, приведенной на рисунке 5, и (или) по формулам (19) и (20).

Рис. 5. Номограмма для установления категории "опасно" или "неопасно" участков антрацитовых угольных пластов по выходу буровой мелочи.

К категории "опасно" относятся участки антрацитовых пластов, на которых выход буровой мелочи, определенный на одном из интервалов бурения скважины, удовлетворяет одному из следующих условий:

P ^V58(l _ин.скв/m _уг.пл)/(18,2-l _ин.скв/m _уг.пл)+1,90. (19)

К категории "неопасно" относятся участки каменноугольных пластов, на которых выход буровой мелочи, определенный на всех интервалах бурения скважины, удовлетворяет следующему условию:

P ^V<58(l _ин.скв/m _уг.пл)/(18,2-l _ин.скв/m _уг.пл)+1,90. (20)

В случае, когда мощность вынимаемого слоя угольного пласта m _{вын.уг.пл}, м, меньше мощности угольного пласта m _уг.пл, м, для установления по номограммам, приведенным на рисунках 4 и 5, категории "опасно" или "неопасно" вместо m _пл применяется m _{вын.уг.пл}.

В случаях, когда при нанесении на номограммы значений P ^V или P ^m, определенных при бурении скважин, данные значения находятся на линии, разграничивающей категории "опасно" и "неопасно", или выше ее, участок угольного пласта, на котором бурили скважины, относится к категории "опасно".

Скважины для прогноза удароопасности по выходу буровой мелочи бурятся по наиболее прочной пачке угля длиной

l _скв>n+b, м, (21)

где: n - ширина защитной зоны в краевой части угольного пласта, м;

b - подвигание забоя за цикл, м.

Номограмма для определения ширины защитной зоны в краевой части угольного пласта приведена на рисунке 6.

Рис. 6. Номограмма для определения ширины защитной зоны в краевой части угольного пласта.

При определении ширины защитной зоны для угольных пластов мощностью более 5 м мощность угольного пласта или его вынимаемого слоя принимается равной высоте горной выработки.

Наиболее прочная пачка угля определяется методом, изложенным в пунктах 197-200 главы XXI Инструкции.

Участок угольного пласта относится к категории "опасно" при невозможности пробурить скважину на длину l _скв>n+b по ходу движения забоя и на длину более n в борт выработки при появлении сейсмоакустических импульсов, сопровождающихся зажатием бурового инструмента.

В случаях, когда при бурении скважины установлена категория "опасно", ее бурение прекращается.

67. Результаты измерений выхода буровой мелочи вносятся в журнал регистрации результатов прогноза удароопасности участков угольного пласта и контроля эффективности мер по предотвращению горных ударов по выходу буровой мелочи при бурении скважин (рекомендуемый образец приведен в приложении N 8 к Инструкции).

Начальник участка аэрологической безопасности ознакамливается с данными, внесенными в журнал, один раз в сутки.

68. Пробы угля для определения естественной влаги угля отбираются при бурении скважин диаметром 42 - 44 мм. Пробы угля отбираются через интервал 0,5 - 1 м. Крупность угля в пробах не должна превышать 1 мм. Пробы угля, направляемые для определения естественной влаги, помещаются в герметичные емкости.

По показателям естественной влаги проб рассчитывается среднеарифметическое значение влаги угля в пробах, отобранных при бурении скважины, W _ср %, и определяется отношение:

, (8)

где W _max - максимальная влагоемкость угля, %.

Номограмма для установления категории "опасно" или "неопасно" участков буроугольных пластов по естественной влаге приведена на рисунке 7.

Рис. 7. Номограмма для установления категории "опасно" или "неопасно" участков буроугольных пластов по естественной влаге: X ₁ - расстояние от обнажения пласта до участка с минимальной пластовой влагой угля, м.

69. Результаты определения естественной влаги угля в пробах, отобранных при бурении скважин, вносятся в журнал регистрации результатов прогноза удароопасности участков угольного пласта и контроля эффективности мер по предотвращению горных ударов по изменению естественной влаги угля, (рекомендуемый образец приведен в приложении N 9 к Инструкции).

Начальник участка аэрологической безопасности ознакамливается с данными, внесенными в журнал, один раз в сутки.

70. К геофизическим методам прогноза удароопасности относятся методы:

сейсмоакустической активности;

электромагнитные.

Прогноз удароопасности данными методами проводится при условии, что в угледобывающей организации определены пороговые значения прогностических параметров этих методов, при которых участок угольного пласта относится к категории "опасно". Пороговые значения прогностических параметров определяются по методикам, разработанным организацией - разработчиком геофизического метода прогноза удароопасности. Пороговые значения прогностических параметров утверждаются техническим руководителем (главным инженером) угледобывающей организации и согласовываются руководителем организации - разработчика геофизического метода прогноза удароопасности.

При отсутствии пороговых значений прогностических параметров геофизические методы используются для мониторинга массива горных пород.

71. Методы прогноза удароопасности по сейсмоакустической активности основаны на регистрации естественной АЭ (далее - ЕАЭ) или ВАЭ.

При прогнозе удароопасности по сейсмоакустической активности используются следующие параметры АЭ:

активность АЭ - число зарегистрированных импульсов АЭ в единицу времени;

амплитуды зарегистрированных импульсов АЭ;

амплитудное распределение импульсов АЭ.

72. При прогнозе удароопасности по сейсмоакустической активности не связанные с ним горные работы на участке его проведения прекращаются.

73. Прогноз удароопасности по ЕАЭ основан на регистрации и обработке сигналов АЭ, возникающих в угольном пласте и (или) в массиве горных пород в результате его хрупкого разрушения под действием повышенных напряжений.

При прогнозе по ЕАЭ на удароопасных участках угольного пласта по сравнению с неудароопасными участками:

увеличивается активность АЭ;

в амплитудном распределении импульсов АЭ увеличивается относительная доля импульсов с большими амплитудами.

74. Прогноз удароопасности по ВАЭ основан на регистрации и обработке сигналов АЭ, возникающих при разрушении массива горных пород при внедрении бурового инструмента в краевую часть угольного пласта.

Прогноз удароопасности по ВАЭ проводится в порядке:

на угольный пласт на расстоянии 3 - 5 м от устья скважины устанавливается преобразователь АЭ, подключенный кабельными линиями к аппаратуре АЭ, регистрирующей импульсы ВАЭ в диапазоне частот от 0,1 до 12 кГц;

при бурении скважины для каждого ее метрового интервала определяется показатель удароопасности по ВАЭ K _ВАЭi, доля ед.:

, (22)

где: A _mi - активность ВАЭ, зарегистрированная при бурении i-го метра скважины, имп/мин.;

A _m1 - активность ВАЭ, зарегистрированная при бурении первого метра скважины, имп/мин.;

L _i - расстояние от устья до середины i-го метра скважины, м.

75. Электромагнитные методы прогноза удароопасности основаны на измерениях и регистрации:

параметров естественного электромагнитного излучения (далее - ЕЭМИ) в массиве горных пород;

параметров вызванного электромагнитного излучения (далее - ВЭМИ) в массиве горных пород.

Прогноз удароопасности методом, основанным на измерении и регистрации параметров ВЭМИ, проводится способами:

дипольного электромагнитного зондирования;

дипольного электромагнитного профилирования.

Дипольное электромагнитное зондирование проводится при переменном расстоянии между излучателем электромагнитного поля и приемной антенной, дипольное электромагнитное профилирование - при постоянном расстоянии между излучателем электромагнитного поля и приемной антенной.

76. Прогноз удароопасности методом, основанным на измерении и регистрации ЕЭМИ, проводится в следующем порядке:

в горной выработке устанавливается антенна, с помощью которой в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц принимаются электромагнитные сигналы, генерируемые электрическими разрядами в трещинах, образующихся при хрупком разрушении массива горных пород;

с помощью геофизической аппаратуры регистрируются параметры вышеуказанных электромагнитных сигналов и определяются показатели ЕЭМИ Q _b и Q _n, доля ед.

Показатели ЕЭМИ Q _b и Q _n, рассчитываются по формулам:

; (23)

, (24)

где: B _ЕЭМИ - отношение количества импульсов с высокой энергией (амплитудой) к количеству импульсов с низкой энергией (амплитудой) на участке угольного пласта, на котором проводится прогноз горных ударов методом ЕЭМИ, доля ед.;

B _{0 ЕЭМИ} - отношение количества импульсов с высокой энергией (амплитудой) к количеству импульсов с низкой энергией (амплитудой) на участке угольного пласта, находящегося в неудароопасном состоянии;

N _ЕЭМИ - количество импульсов заданного уровня энергии (амплитуды) на участке пласта, на котором проводится прогноз горных ударов методом ЕЭМИ, доля ед.;

N _{0 ЕЭМИ} - количество импульсов заданного уровня энергии (амплитуды) на участке пласта, находящегося в неудароопасном состоянии.

Участок угольного пласта, на котором проводится прогноз методом ЕЭМИ, относится к категории "опасно" при выполнении следующих условий:

Q _b>Q _bk; (25)

Q _n>Q _nk, (26)

где Q _bk, Q _nk - пороговые показатели ЕЭМИ.

77. Проведение прогноза удароопасности методом дипольного электромагнитного зондирования:

в горной выработке устанавливается излучатель, подключенный к генератору токов;

через интервалы 0,5-1 м на участке горной выработки длиной 10-15 м приемной антенной, подключенной к геофизической аппаратуре, определяется амплитуда искусственного электромагнитного поля А _эмп, мВ, наведенного в углепородном массиве;

результаты замеров представляются в виде зависимости

A _ЭМП=f(R _ЭМП), (27)

где R _ЭМП - расстояние от приемной антенны до излучателя, м, по которому устанавливаются:

ширина участка горного массива, на котором произошли необратимые изменения свойств угля (пород) Х _{уч.изм.св}, м;

расстояние от горной выработки до максимума опорного давления X _оп.дав, м;

коэффициент, характеризующий изменение электрического сопротивления угольного пласта в зоне опорного давления К, который определяется по формуле:

, (28)

где: S _n - электрическое сопротивление угольного пласта вне зоны опорного давления, Ом;

S _m - электрическое сопротивление угольного пласта в зоне опорного давления, Ом.

Угольный пласт находится в неудароопасном состоянии при X _{уч.изм.св}n.

При X _{уч.изм.св}n для определения удароопасности угольного пласта дополнительно определяется показатель удароопасности, зависящий от мощности угольного пласта или его вынимаемого слоя Q _s, доля ед., по формуле:

. (29)

78. Результаты измерений, полученные методами локального прогноза, вносятся в журнал регистрации результатов прогноза ДЯ и контроля эффективности мер по предотвращению ДЯ.

80. Первое определение удароопасности угольного пласта в подготовительной горной выработке выполняется после его вскрытия или на участке засечки горной выработки не более чем за трое суток до начала проведения подготовительной горной выработки. Последующие определения удароопасности в подготовительных горных выработках выполняются с интервалом не более чем через 75 м подвигания забоя на участках ведения горных работ вне опасных зон.

81. На участке засечки новой горной выработки скважины для проведения прогноза в контуре будущей горной выработки бурятся длиной l _сквn+b, м, где n - ширина защитной зоны в краевой части угольного пласта, м, b - подвигание забоя за цикл, м. На участках протяженностью n, прилегающих к данному участку, скважины бурятся длиной l _сквn. В случаях, когда горная выработка засекается в опасной зоне, скважины бурятся на участках протяженностью не менее 2n.

Схема бурения скважин на участке засечки горной выработки приведена на рисунке 7.

Рис. 7. Схема бурения скважин на участке засечки горной выработки:

1 - трасса выработки; 2 - прогнозные скважины.

82. В проводимых подготовительных горных выработках при проведении локального прогноза удароопасности угольных пластов бурится:

не менее двух скважин в забой горной выработки и не менее двух скважин в каждый борт горной выработки - шириной менее 5 м. В забой горной выработки скважины бурятся параллельно оси горной выработки;

не менее трех скважин в забой горной выработки и не менее двух скважин в каждый борт горной выработки - шириной 5 м и более. В забой горной выработки одна скважина бурится параллельно оси горной выработки и две скважины бурятся под таким углом к оси горной выработки, при котором обеспечивается выбуривание скважины за будущий проектный контур горной выработки на расстояние 1,5 - 2 м.

Скважины бурятся на расстоянии не менее 1,5 м друг от друга.

В забое горной выработки скважины бурятся длиной l _сквn+b, в борта горной выработки длиной l _сквn.

В подготовительных выработках, проводимых в зонах опорного давления очистных забоев, прогноз удароопасности проводится в обоих боках выработки. В каждый бок горной выработки бурится не менее трех скважин длиной l _сквn.

83. В горных выработках выемочных участков при проведении локального прогноза удароопасности скважины бурятся в выработках, оконтуривающих выемочный участок, длиной l _сквn, в очистных выработках l _сквn+b.

Перед вводом выемочных участков в эксплуатацию скважины для проведения локального прогноза бурятся:

в очистной выработке:

на участках длиной 0,5l, расположенных в верхней и нижней частях очистной выработки - не менее чем по три скважины. Ближайшая к сопряжению очистной выработки с выработками, оконтуривающими выемочный участок, скважина бурится на расстоянии 10-15 от него. Расстояние между скважинами не должно превышать 10 м;

на участках длиной 0,5l, расположенных в средней части очистной выработки и в опасных зонах - не менее двух скважин. Расстояние между скважинами не должно превышать 10 м;

в горных выработках, оконтуривающих выемочный участок - не менее трех скважин в каждый борт выработки на участке не более 0,5l и по одной скважине в каждый борт выработки на расстоянии от очистной выработки, где l - ширина зоны опорного давления, м.

В процессе эксплуатации выемочного участка скважины для проведения локального прогноза бурятся:

в очистной выработке:

на участках длиной 0,5l, расположенных в верхней и нижней частях очистной выработки - не менее чем по две скважины. Ближайшая к сопряжению очистной выработки с выработками, оконтуривающими выемочный участок, скважина бурится на расстоянии 10-15 м от него. Расстояние между скважинами не должно превышать 10 м;

на участках длиной 0,5l, расположенных в средней части очистной выработки и в опасных зонах - не менее двух скважин. Расстояние между скважинами не должно превышать 10 м;

в горных выработках, оконтуривающих выемочный участок - не менее трех скважин в каждый борт выработки на участке не более 0,5l и по одной скважине в каждый борт выработки на расстоянии от очистной выработки, где l - ширина зоны опорного давления, м.

Ширина зоны опорного давления определяется по номограмме, приведенной на рисунке 8.

Для промежуточных значений мощности пластов ширина зоны опорного давления определяется прямой пропорцией между двух ближайших мощностей, для которых диаграммы приведены.

84. На пластах, опасных по горным ударам, в очистных забоях, остановленных более чем на трое суток, перед возобновлением горных работ проводится прогноз удароопасности.

Рис. 8. Номограмма для определения ширины зоны опорного давления:

H _г.р - глубина ведения горных работ, м; m - мощность пласта, м.

85. Периодичность локального прогноза удароопасности в горных выработках выемочных участков на угольных пластах, склонных к горным ударам, устанавливается с учетом шага посадки основной кровли. При этом подвигание очистного забоя между очередными прогнозами не должно превышать 25 м.

86. Участок забоя подготовительной выработки относится к категории "опасно", если по одной и (или) нескольким скважинам при проведении прогноза удароопасности выявлена категория "опасно".

В очистном забое и в оконтуривающих горных выработках участок относится к категории "опасно", если при проведении прогноза удароопасности по одной и (или) нескольким скважинам выявлена категория "опасно". Размер участка категории "опасно" принимается равным размеру участка, на котором выявлена категория "опасно", увеличенному от него в обе стороны на расстояние, равное половине расстояния между скважинами с результатами прогноза "опасно" и "неопасно".

87. Локальный прогноз удароопасности в поддерживаемых горных выработках, пройденных по угрожаемым и опасным по горным ударам угольным пластам, проводится спустя один год после окончания их проведения с периодичностью не реже одного раза в год.

88. Локальный прогноз в поддерживаемых выработках проводится:

в поддерживаемых горных выработках, пройденных вне зон опорного давления очистных выработок, в каждый борт горной выработки с интервалом не более 100 м, в горных выработках, охраняемых целиками угля, с интервалом не более 25 м;

на сопряжениях поддерживаемых горных выработок в каждый борт горной выработки на расстоянии не более 10 м от сопряжения.

89. В поддерживаемых горных выработках, пройденных по угольным пластам, опасным по горным ударам, прогноз удароопасности по выходу буровой мелочи проводится на глубину не менее n.

90. На удароопасных угольных пластах локальный прогноз удароопасности проводится до начала ведения горных работ на участке горной выработки, подлежащем перекреплению.

91. На удароопасных угольных пластах локальный прогноз удароопасности проводится на участках горных выработок, подлежащих погашению.

92. Локальный прогноз удароопасности в горных выработках, в которых произошли горные удары, проводится на участках горных выработок, прилегающих к участку, на котором произошел горный удар длиной не менее l.

110. Текущий прогноз проводится методами:

по структуре угольного пласта;

по начальной скорости газовыделения g ₂;

по начальной скорости газовыделения g ₂ и выходу буровой мелочи;

по АЭ горного массива;

по параметрам искусственного акустического сигнала;

по данным, зарегистрированным системами АГК.

111. На шахтах Кузнецкого угольного бассейна выбросоопасность в очистных горных выработках применяется комплексный метод прогноза по результатам текущего прогноза выбросоопасности, полученного при проведении горных выработок, оконтуривающих выемочный участок, и геофизического мониторинга массива горных пород в его границах.

112. В условиях крутого залегания пород участки угольных пластов относятся к неопасным и текущий прогноз на них не проводится:

в выработках на уровне вентиляционного штрека под выработанным пространством вышележащего этажа;

при проведении спаренных горизонтальных выработок по угольному пласту мощностью более 1,8 м, угол падения которого более 55°;

в нижней горной выработке при условии, что она проводится на расстоянии по падению угольного пласта не более 6 м, ее забой отстает от забоя верхней горной выработки на расстоянии не менее 6 м в сбойках между данными горными выработками;

при проведении подэтажных штреков под выработанным пространством вышележащего этажа при разработке пластов системой подэтажной гидроотбойки угля с высотой этажа не более 10 м;

в выработках, проводимых по угольным пластам, угол падения которых более 35°, на расстоянии не более 50 м по падению от выработанного пространства вышележащего этажа, после отработки которого, прошло не менее пяти лет.

113. При текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов по структуре угольного пласта выделяются его пачки, измеряются их мощности и определяются для каждой пачки средние значения прочности угля.

Измерение мощности угольных пачек проводится с точностью 0,01 м при средней прочности угля q _cр.уг в каждой угольной пачке.

По результатам измерения мощности угольных пачек и q _cр.уг определяются потенциально выбросоопасные угольные пачки.

Потенциально выбросоопасной угольной пачкой считается угольная пачка или совокупность смежных угольных пачек мощностью не менее 0,2 м (для Печорского бассейна не менее 0,1 м), средняя прочность угля которых q _cр.уг75 у.е.

При наличии в угольном пласте нескольких несмежных угольных пачек, мощность и прочность которых удовлетворяют данным условиям, к потенциально выбросоопасной пачке относится пачка с наименьшей прочностью угля.

Текущий прогноз выбросоопасности проводится по угольной пачке, у которой минимальная q _cр.уг.

Потенциальная выбросоопасность совокупности смежных угольных пачек мощностью менее 0,2 м (для Печорского бассейна не менее 0,1 м), определяется с учетом q _cр.уг, рассчитанной по формуле (65) главы XXI Инструкции.

114. Если при проведении текущего прогноза по структуре угольного пласта не выявлены потенциально выбросоопасные пачки или совокупность смежных выбросоопасных пачек, то участок угольного пласта на глубину 4 м относится к невыбросоопасным, и подготовительная выработка проводится без выполнения прогноза выбросоопасности на 4 м.

Если при проведении текущего прогноза по структуре угольного пласта выявлены потенциально выбросоопасные пачки или совокупность смежных выбросоопасных пачек, то до начала ведения горных работ по проведению выработки проводится текущий прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения g ₂. Данный вид текущего прогноза выбросоопасности проводится не менее чем в пяти циклах подвигания забоя подготовительной выработки.

115. В нисходящих подготовительных выработках, проводимых буровзрывным способом на угольных пластах крутого залегания, в случаях, когда текущим прогнозом по структуре угольного пласта выявлены потенциально выбросоопасные пачки, допускается применение прогноза выбросоопасности по данным, зарегистрированным системами АГК.

116. Текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов по начальной скорости газовыделения из скважины g ₂ (далее - текущий прогноз по начальной скорости газовыделения g ₂) проводится по результатам регулярных определений начальной скорости газовыделения g ₂, л/мин., из скважин, пробуренных по углю. Начальная скорость газовыделения gi определяется в соответствии с главой XXII Инструкции.

117. Скважины для проведения текущего прогноза по начальной скорости газовыделения g ₂ бурятся по наиболее выбросоопасной пачке угля, определенной в соответствии с пунктом 216 главы XXIII Инструкции, мощностью более 0,2 м.

Скважины бурятся длиной:

для угольных пластов мощностью до 4 м - не менее 5,5 м;

для угольных пластов мощностью более 4 м - не менее 6,5 м.

В подготовительных и очистных забоях скважины бурятся не более чем через 4 м подвигания забоя.

На шахтах Донецкого угольного бассейна в подготовительных выработках скважины бурятся не более чем через 2 м подвигания забоя, в очистных выработках не более чем через 2,7 м подвигания забоя. Скважины бурятся длиной не менее 3,5 м.

В забоях подготовительных горных выработок, проводимых по угольным пластам пологого и (или) наклонного залегания мощностью 4 м и менее, бурятся две скважины на расстоянии 0,5-0,7 м от бортов выработки, на пластах мощностью более 4 м дополнительно бурится третья скважина в средней части забоя.

В очистном забое угольных пластов пологого и наклонного залегания скважины бурятся на расстоянии не более 10 м от верхнего и нижнего сопряжений очистной выработки с оконтуривающими горными выработками и не более чем через 10 м друг от друга по всей его длине.

В потолкоуступном очистном забое угольных пластов крутого и крутонаклонного залегания скважины бурятся в кутках нижней печи и в кутках уступов на расстоянии до 0,5 м от нависающего массива, в щитовых лавах на расстоянии до 0,5 м от кутков монтажной печи и лавы.

При бурении скважины ориентируются:

в подготовительном забое таким образом, чтобы забои пробуренных скважин находились на расстоянии не менее чем 2 м за контуром выработки;

в подготовительной выработке на угольном пласте крутого и крутонаклонного падения таким образом, чтобы забой пробуренной по восстанию угольного пласта скважины находился на расстоянии не менее 1,5 м за контуром горной выработки;

в очистном забое - в направлении его подвигания.

В очистном забое на угольных пластах категории "угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа" скважины бурятся:

в лавах крутого и крутонаклонного залегания угольных пластов при потолкоуступном забое в нижней третьей части этажа;

в лавах пологого и наклонного залегания пластов в нишах, против бутовых полос и на участках протяженностью 10 м, прилегающих к нишам и бутовым полосам, или при отсутствии ниш на таком же расстоянии от сбоек очистного забоя с оконтуривающими выработками.

118. Участок угольного пласта относится к категории "опасно" при условии:

значение g ₂ на очередном интервале бурения превысило пороговое значение начальной скорости газовыделения g _кр, л/мин.;

скважину не удается пробурить до проектной длины;

при бурении скважины наблюдаются события, предшествующие внезапному выбросу угля и газа, приведенные в главе II Инструкции.

119. Пороговое значение начальной скорости газовыделения g _кр принимается равным:

для условий шахт Донецкого бассейна:

при V ^daf15%, g _кр=5 л/мин.;

при 15%<V ^daf20%, g _кр=4,5 л/мин.;

при 20%<V ^daf30%, g _кр=4,0 л/мин.;.

при 30%<V ^daf %, g _кр=4,5 л/мин.;

для других угольных бассейнов g _кр=4,0 л/мин.

Значение V ^daf определяется как среднеарифметическое значение по 10 пробам угля, отобранным в подготовительных или очистных выработках, или по данным, полученным при проведении геолого-разведочных работ.

120. Размер опасной зоны по длине очистного забоя ограничивается скважинами, в которых зафиксированы значения g ₂ менее порогового значения.

121. Текущий прогноз по начальной скорости газовыделения g ₂ не проводится при выполнении мер предотвращения внезапных выбросов угля и газа, указанных в таблице приложения N 4 к Инструкции, и контроля их эффективности, проведенного в соответствии с главой XIX Инструкции.

122. Результаты прогноза по начальной скорости газовыделения g ₂ вносятся в журнал регистрации результатов прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения g ₂, (рекомендуемый образец приведен в приложении N 11 к Инструкции).

123. Для проведения текущего прогноза по начальной скорости газовыделения g ₂ и выходу буровой мелочи бурение скважин осуществляется в соответствии с пунктом 117 главы XII Инструкции.

Начальная скорость газовыделения g ₂ и выход буровой мелочи определяются при бурении скважин по наиболее выбросоопасной пачке угольного пласта.

При проведении данного прогноза определение начальной скорости газовыделения g ₂ выполняется в соответствии с главой XXII Инструкции, а выхода буровой мелочи - в соответствии с пунктами 195 - 196 главы XX Инструкции.

124. После окончания бурения скважин по максимальной скорости газовыделения g _max, л/мин., и максимальному объему буровой мелочи , л/м, определяется показатель выбросоопасности R, у.е.

Показатель выбросоопасности R определяется:

для Воркутинского месторождения по формуле:

; (44)

для остальных угольных бассейнов по формуле:

. (45)

При R<0 участок пласта неопасный, при R0 выбросоопасность участка угольного пласта дополнительно определяется по показателю n _g, рассчитанному по формуле приведенной в главе XXII Инструкции.

При n _g>0,65 участок пласта относится к невыбросоопасным, при n _g0,65 - к выбросоопасным.

Учитывается наибольшее значение показателя R, полученное по двум контрольным шпурам, пробуренным из одного положения забоя выработки.

Результаты текущего прогноза по начальной скорости газовыделения g ₂ и выходу буровой мелочи вносятся в журнал регистрации результатов текущего прогноза по начальной скорости газовыделения g ₂ и выходу буровой мелочи (рекомендуемый образец приведен в приложении N 12 к Инструкции).

125. Текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов по АЭ выполняется по числу импульсов АЭ, генерируемых при образовании трещин в массиве горных пород.

На первых трех циклах текущего прогноза по АЭ проводятся разведочные наблюдения в соответствии с главой XXIII Инструкции.

126. Для текущего прогноза по АЭ используется аппаратура регистрации и передачи сейсмоакустического сигнала, состоящая из геофона и наземного технического устройства.

127. Для проведения текущего прогноза по АЭ на выемочных участках геофоны устанавливаются в скважинах длиной не менее 2 м, пробуренных в оконтуривающих горных выработках на расстоянии не менее 3 м, но не более половины радиуса действия геофона от их сопряжений с очистной выработкой или на секциях механизированной крепи.

128. Для проведения текущего прогноза по АЭ в подготовительных выработках геофон устанавливается:

в скважинах длиной не менее 2 м, пробуренных на расстоянии 5-20 м от забоя подготовительной выработки при буровзрывном способе ее проведения;

на расстоянии 20-40 м от забоя подготовительной выработки при комбайновом способе ее проведения.

Геофоны устанавливаются на расстоянии до забоя подготовительной выработки не более половины радиуса действия геофона.

129. Радиус действия геофона определяется при каждой установке геофона. Радиус действия геофона принимается равным расстоянию от геофона до источника возбуждения сигнала, на котором амплитуда сигнала, воспринимаемая геофоном, превышает уровень шума в 2 раза. Результаты определения радиуса действия геофона оформляются актом.

Прослушивание в режиме реального времени, поступающего в наземный блок сейсмоакустического сигнала, и определение активности АЭ в часовых интервалах N _чi, имп/ч, выполняется ИТР угледобывающей организации, прошедшими обучение.

130. В конце технологических суток по N _чi вычисляется средняя активность АЭ N _cp, имп/ч, за временной интервал (далее - интервал осреднения) t _ч, ч, равный для очистных забоев 30 часам, для подготовительных забоев - 10 часам.

Значение N _cp, рассчитывается по формуле:

. (46)

При расчете N _cp учитываются только те значения N _{ср i}, которые были зарегистрированы во время работы горного оборудования по угольному забою.

При расчете N _cp интервал осреднения ежесуточно сдвигается относительно предыдущих суток на количество часов, равное суммарному времени работы горного оборудования по угольному забою в предыдущие сутки.

131. Участок угольного пласта относится к категории "опасно" при выполнении одного из условий:

относительное увеличение средней активности АЭ q _АЭ, %, превышает пороговое значение относительного увеличения средней активности АЭ q _{АЭ пор}, %;

средняя активность АЭ на часовом интервале регистрации N _cp больше или равна пороговому значению N _кр, имп/ч.

Относительное увеличение активности АЭ q _АЭ, определяется по формуле:

. (47)

Пороговые значения относительного увеличения средней активности q _{АЭ пор} принимаются равными:

при N _{ср i}10, q _{АЭ пор}=5%;

при 2<N _{ср i}<10, q _{АЭ пор}=10%.

При N _{ср i}<2 участок угольного пласта к категории "опасно" относится только в случае, если N _ср.i зарегистрированы в часовом интервале более пороговой средней активности АЭ N _кр, имп/ч.

Для очистных забоев N _кр, определяется по формуле:

N _кр=P _АЭN _{ср i}, (48)

где P _АЭ - пороговый коэффициент активности АЭ.

При N _{ср i}3,6P _АЭ принимается равным 4.

При N _{ср i}<3,6P _АЭ принимается равным 4,5.

Для подготовительных забоев N _кр, рассчитывается по формуле:

N _кр=4N _{ср i}. (49)

132. Участок угольного пласта, для которого текущим прогнозом по АЭ была установлена категория "опасно", относится к категории "неопасно" в случае, если первым прогнозом, проведенным после выхода подготовительного или очистного забоя за зону запаса, была установлена категория "неопасно". Зона запаса принимается равной не менее 6 м. Горные работы в пределах зоны запаса ведутся с применением мер предотвращения внезапных выбросов угля и газа.

133. Текущий прогноз по АЭ проводится непрерывно. В случае, когда по техническим причинам текущий прогноз по АЭ не проводился в течение одного часа и более, осреднение N _{ч i} проводится со времени возобновления текущего прогноза по АЭ.

134. На выбросоопасных угольных пластах при комбайновом способе проведения подготовительных выработок не менее чем через 30 м подвигания забоя для определения выбросоопасности угольного пласта проводятся разведочные наблюдения в соответствии с главой XXIII Инструкции.

135. В очистном забое на участке угольного пласта, на котором текущим прогнозом по АЭ установлена категория "опасно", проводится прогноз выбросоопасности по начальной скорости газовыделения g ₂. Определение начальной скорости газовыделения g ₂ приведен в главе XXII Инструкции.

Скважины для прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения g ₂ бурятся на участке угольного пласта, находящемся в границах действия геофона, который зарегистрировал АЭ, превышающую пороговые уровни.

136. Результаты текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов по АЭ вносятся в журнал регистрации активности акустической эмиссии и расчета пороговых значений прогностических параметров (рекомендуемый образец приведен в приложении N 13 к Инструкции).

137. Текущий прогноз выбросоопасности по параметрам искусственного акустического сигнала проводится с использованием программно-аппаратных средств, осуществляющих регистрацию и автоматизированную обработку искусственного акустического сигнала, возникающего в массиве горных пород при воздействии на забой горного оборудования. Искусственный акустический сигнал непрерывно обрабатывается в течение временных интервалов, соответствующих циклам выемки угля в забое очистной выработки, и выемки угля или угля и вмещающих пород, в забое подготовительной выработки.

В случае отсутствия по техническим причинам в нескольких последовательных циклах автоматизированной обработки искусственного акустического сигнала безопасным считается участок угольного пласта протяженностью не более 4 м от положения забоя, на котором была последний раз установлена категория "неопасно".

138. Искусственный акустический сигнал регистрируется геофонами. Количество геофонов, используемых для регистрации акустического сигнала, определяется в документации по проведению прогноза выбросоопасности по параметрам искусственного акустического сигнала.

Геофоны устанавливаются в угольном пласте или вмещающих его породах, на элементах крепи горной выработки и (или) на секциях механизированной крепи очистного забоя в соответствии с проектной документацией.

139. В подготовительных выработках один геофон устанавливается на расстоянии не более 50 м от забоя, в горных выработках выемочного участка - по одному геофону в каждой горной выработке, примыкающей к очистному забою, на расстоянии не более 50 м от него.

На секциях механизированной крепи очистного забоя геофоны устанавливаются на расстоянии не более 40 м от сопряжений очистного забоя.

140. Прогноз по параметрам искусственного акустического сигнала проводится по результатам сравнения текущих значений прогностических параметров спектра искусственного акустического сигнала (далее - прогностические параметры), регистрируемых в каждом цикле подвигания забоя, с их пороговыми значениями. В качестве прогностических параметров используются:

низкочастотная составляющая спектра искусственного акустического сигналами A _н, у.е.;

высокочастотная составляющая спектра искусственного акустического сигнала A _в, у.е.;

нижняя частота спектра искусственного акустического сигнала, соответствующая амплитуде искусственного акустического сигнала, равная 0,5 ее максимального значения;

нижняя частота спектра искусственного акустического сигнала, соответствующая амплитуде искусственного акустического сигнала, равная 0,75 ее максимального значения.

141. Первоначально пороговые значения прогностических параметров устанавливаются по результатам текущего прогноза выбросоопасности по параметрам искусственного акустического сигнала, полученным на участке проводимой горной выработки или иных горных выработок, пройденных по этому шахтопласту, для которых установлена категория "неопасно".

Пороговые значения прогностических параметров утверждаются техническим руководителем (главным инженером) угледобывающей организации.

По мере подвигания забоя подготовительной или очистной выработки пороговые значения прогностических параметров корректируются с учетом горно-геологических условий.

Не более чем через 300 м подвигания забоя подготовительной или очистной выработки пороговые значения прогностических параметров переутверждаются.

142. Участок угольного пласта, для которого текущим прогнозом по параметрам искусственного акустического сигнала была установлена категория "опасно", относится к категории "неопасно" в случае, если первым прогнозом, проведенным после выхода подготовительного или очистного забоя за зону запаса, была установлена категория "неопасно". Зона запаса принимается в соответствии с пунктом 132 главы XII Инструкции.

143. В очистном забое место нахождения наиболее опасного по внезапным выбросам угля и газа участка угольного пласта определяется по коэффициенту отношения прогностических параметров A _в и A _нK _о.н, доля ед., определяемому по формуле:

. (50)

Наиболее опасный по внезапным выбросам угля и газа участок угольного пласта соответствует месту, где находился комбайн в то время, когда было определено максимальное значение K _о.н.

144. Результаты прогноза по параметрам искусственного акустического сигнала, при котором выявлены участки угольного пласта категории "опасно", выводятся на бумажные носители информации и вносятся в журнал регистрации результатов прогноза по параметрам искусственного акустического сигнала (рекомендуемый образец приведен в приложении N 14 к Инструкции).

145. Результаты прогноза по параметрам искусственного акустического сигнала в электронном виде хранятся в течение всего времени проведения подготовительной выработки или отработки выемочного участка на электронных носителях информации.

146. Текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов по данным, зарегистрированным системами АГК, проводится при проведении нисходящих подготовительных выработок буровзрывным способом на угольных пластах крутого залегания.

147. Для выполнения данного прогноза осуществляется непрерывный автоматический контроль содержания метана и расхода воздуха. Датчики, осуществляющие контроль содержания метана и скорости (расхода) воздуха, устанавливаются на минимальном расстоянии от забоя выработки, на котором сохраняется их работоспособность во время взрывных работ.

Для проведения прогноза используются данные, зарегистрированные системами АГК:

С _ф - фоновое содержание метана, %;

C _max - максимальное содержание метана после взрывных работ, %;

C ₁₅ - содержание метана в конце интервала регистрации, %;

Q ₁₅ - расход воздуха в конце интервала регистрации, м ³/мин.

Фоновое содержание метана С _ф определяется за временной интервал продолжительностью не менее 2 часов, в течение которого не проводились работы, связанные с воздействием на угольный пласт.

Продолжительность интервалов регистрации принимается равной 15 минутам.

В конце каждого интервала определяются Q ₁₅ и C ₁₅. Регистрация проводится в течение времени реакции угольного пласта на производство в забое взрывных работ t _р, мин., за которое содержание метана в забое снизилось до C _ф, но не более 2 часов.

148. Прогноз выбросоопасности забоя проводится в следующем порядке.

Рассчитывается пороговое содержание метана после взрывания C _пор, %, по формуле:

, (51)

где: S _уг - площадь угольного пласта в забое горной выработки, м ²;

b - подвигание забоя за цикл, м;

 _уг - удельный вес угля, МН/м ³;

Q _ср - среднее значение расхода воздуха, зарегистрированного в конце интервалов регистрации, м ³/мин.

Значение Q _ср, рассчитывается по формуле:

. (52)

При С _max<С _пор участок угольного пласта впереди забоя относится к невыбросоопасным.

При С _maxС _пор для определения выбросоопасности рассчитывается эффективная газоносность угольного пласта Х _эф, м ³/т, по формуле:

. (53)

При Х _эф4 участок угольного пласта впереди забоя выработки относится к опасным по внезапным выбросам угля и газа, при Х _эф<4 - к неопасным.

149. Результаты текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов по данным, зарегистрированным системами АГК, вносятся в журнал автоматизированного прогноза выбросоопасности системами аэрогазового контроля (рекомендуемый образец приведен в приложении N 15 к Инструкции).

176. Методы контроля эффективности мер по предотвращению динамических явлений приведены в приложении N 5 к Инструкции.

177. При оценке локальных мер по предотвращению ДЯ "неэффективно" эти же меры применяются повторно или применяются другие меры предотвращения динамических явлений.

При невозможности эффективного применения мер по предотвращению ДЯ горная выработка проводится буровзрывным способом, на выбросоопасных угольных пластах - буровзрывным способом в режиме сотрясательного взрывания.

178. Контроль эффективности региональных мер по предотвращению ДЯ проводится методами прогноза ДЯ:

региональных мер по предотвращению внезапных выбросов - методами прогноза внезапных выбросов, приведенными в главе XII Инструкции и (или) по влажности потенциально опасных угольных пачек;

региональных мер по предотвращению горных ударов - методами прогноза горных ударов, приведенными в главах VII и X Инструкции.

179. Контроль эффективности мер по предотвращению внезапных выбросов при вскрытии угольных пластов проводится методами прогноза ДЯ, приведенными в главе VI Инструкции.

180. Контроль эффективности локальных мер по предотвращению ДЯ при ведении горных работ в очистных и подготовительных забоях проводится непосредственно после выполнения мер по предотвращению ДЯ. Контроль эффективности применения гидрорыхления проводится не ранее, чем через 30 минут после его окончания.

181. Контроль эффективности локальных мер по предотвращению внезапных выбросов проводится следующими методами прогноза:

по начальной скорости газовыделения g ₂;

по начальной скорости газовыделения g ₂ и выходу буровой мелочи.

В случае превышения начальной скорости газовыделения на 4 л/мин. на шахтах Кузнецкого бассейна контроль эффективности проводится в соответствии с главой XXII Инструкции.

Контроль эффективности локальных мер по предотвращению горных ударов проводится методом прогноза удароопасности по выходу буровой мелочи.

182. Эффективность применения локальных мер по предотвращению внезапных выбросов контролируется через интервал, равный длине скважины l _скв, приведенной в пункте 118 главы XII Инструкции, уменьшенной на 1,5 м.

Эффективность применения локальных мер по предотвращению горных ударов контролируется через интервал, равный длине скважин, уменьшенной на 0,7n на участке угольного пласта, на котором была установлена категория "опасно", и на прилегающих к нему участках угольного пласта протяженностью 0,2l.

183. Контроль эффективности увлажнения угольного пласта проводится по влажности потенциально опасных по внезапным выбросам угольных пачек. Пробы отбираются методом отбора пластовых проб. В очистном забое пробы отбираются не менее чем через 10 м. Первый отбор проб проводится после завершения первого цикла выемки угля, следующего за выполнением работ по его увлажнению. Последующие пробы отбираются на интервале подвигания забоя, не превышающем расстояние между скважинами для увлажнения. Влажность проб угля определяется в срок не более одних суток после отбора проб. Увлажнение угольного пласта считается эффективным в случае, если влажность угля во всех отобранных пробах не менее 6%.

Контроль эффективности бурения разгрузочных скважин

Контроль эффективности гидрорыхления угольного пласта по параметрам искусственного акустического сигнала

Контроль эффективности мер по предотвращению внезапных выбросов по динамике начальной скорости газовыделения

197. Прочность угля q _уг, у.е., определяется техническим устройством, в котором энергия пружинного механизма используется для динамического внедрения стального конуса в уголь (далее - прочностномер). Пружинный механизм прочностномера тарируется с периодичностью не более одного года.

198. Определение прочности угля:

угольный пласт очищается от отслоившегося угля;

выполняются не менее пяти внедрений стального корпуса в уголь. Перед каждым внедрением прочностномер плотно прижимается к углю. Место последующего внедрения смещается по угольной пачке или пласту от места предыдущего не менее чем на 10 см;

после каждого внедрения по шкале прочностномера измеряется глубина внедрения стального конуса в уголь l _к, мм, и рассчитывается прочность угля q _уг, по формуле:

q _уг=100-l _к. (63)

По результатам данных определений рассчитывается средняя прочность угля q _ср.уг, у.е., в угольной пачке и (или) угольном пласте.

199. Средняя прочность угля q _ср.уг, рассчитывается по формуле:

, (64)

где n _вн - количество внедрений стального конуса прочностномера в угольный пласт.

200. Прочность угольного пласта, состоящего из нескольких угольных пачек, рассчитывается по формуле:

, (65)

q _{ср.уг i} - средняя прочность угля i-ой угольной пачки, у.е.;

m _{уг.пач i} - мощность i-ой угольной пачки, м.

201. Коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _уг, у.е., в лабораторных условиях определяется методом, основанном на дроблении проб угля в стандартных условиях, (метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову), в горных выработках - техническим устройством, принцип работы которого основан на испытании угля на сопротивление резанию.

По результатам определений рассчитывается средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг, у.е., в угольной пачке или угольном пласте.

202. Средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг, вычисляется по формуле:

. (66)

203. Коэффициент крепости по Протодьяконову угольного пласта, состоящего из нескольких угольных пачек, вычисляется по формуле:

, (67)

где f _{ср.уг i} - средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову i-ой угольной пачки, у.е.

210. Разведочные наблюдения на склонных к внезапным выбросам угля и газа угольных пластах (далее - разведочные наблюдения) проводятся по комплексу параметров в целях установления выбросоопасности угольного пласта в забоях подготовительных выработок.

211. Разведочные наблюдения проводятся после вскрытия угольного пласта при засечке горной выработки при локальном и текущем прогнозах выбросоопасности.

212. Разведочные наблюдения в подготовительных выработках, в которых проводится текущий прогноз, должны проводиться не более чем через 300 м подвигания забоя и не менее чем за 25 м по нормали к геологическому нарушению.

213. При проведении разведочных наблюдений определяются:

начальная скорость газовыделения g ₂, л/мин.;

средняя прочность угля q _ср.уг, у.е., и (или) средний коэффициент крепости угля по Протодьяконов f _ср.уг, у.е.;

мощность угольных пачек пласта m _уг.пач, м, мощностью более 0,1 м или мощность угольного пласта m _уг.пл, м.

Начальная скорость газовыделения g ₂ и средняя прочность угля q _ср.уг определяются для всех угольных пачек мощностью более 0,2 м.

Начальная скорость газовыделения g ₂ определяется в соответствии с главой XXII Инструкции.

Средняя прочность q _ср.уг и средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг определяется по каждой выявленной пачке в соответствии с главой XXI Инструкции.

Мощность угольных пачек m _уг.пач и мощность пласта m _уг.пл определяются по нормали к напластованию с точностью до 0,01 м.

214. Параметры разведочных наблюдений g ₂, q _ср.уг, f _ср.уг, m _уг.пач мощностью более 0,1 м или m _уг.пл определяются в пунктах наблюдений, расположенных в забое подготовительной выработки на расстоянии 0,5-1 м от ее борта.

215. В забое подготовительной выработки разведочные наблюдения проводятся не менее чем в пяти циклах проведения горной выработки и не более чем через 2 м подвигания ее забоя.

216. При первом определении параметров разведочных наблюдений проводится геологическое обследование угольного пласта. При геологическом обследовании угольного пласта выявляются признаки геологических нарушений, определяется тектоническая структура угольного пласта, выделяются отдельные его пачки и оценивается степень их выбросоопасности.

Тектоническая структура угольного пласта определяется в соответствии с приложением N 6 к Инструкции.

При установлении выбросоопасности пачек угольного пласта учитывается ее возрастание при изменении тектонической структуры угля от II типа нарушенности к V типу. Выбросоопасность угольного пласта оценивается по максимальной выбросоопасности выделенных пачек.

Выбросоопасными угольными пачками считаются отдельные угольные пачки или совокупность смежных угольных пачек, у которых средняя прочность q _cp.yг менее или равна 75 у.е. и общая максимальная мощность не менее 0,2 м. Для шахт Печорского угольного бассейна общая максимальная мощность выбросоопасных угольных пачек принимается не менее 0,1 м.

217. По результатам разведочных наблюдений, выполненных на всех циклах проведения горной выработки, методами математической статистики вычисляются следующие показатели, по которым оценивается выбросоопасное состояние угольного пласта в подготовительном или очистном забое:

максимальная скорость газовыделения g _max, л/мин.;

средняя прочность угля q _ср.уг, у.е., или средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг, у.е., рассчитанные по результатам всех циклов наблюдений;

средняя мощность угольного пласта m _ср.пл, м;

коэффициент изменчивости прочности угля V _q, %, или коэффициент изменчивости коэффициента крепости угля по Протодьяконову V _f, %;

коэффициент изменчивости мощности пласта V _m, %.

Средняя прочность угля по выполненным определениям q _ср.уг, вычисляется по формуле:

, (68)

где q _{ср.уг i} - средняя прочность угля при i-м определении.

Средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг, вычисляется по формуле:

, (69)

где f _{ср.уг i} - средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову при i-м определении.

Средняя мощность угольного пласта m _ср.пл, вычисляется по формуле:

. (70)

Коэффициент изменчивости прочности угля V _q, %, вычисляется по формуле:

, (71).

где  _q - среднеквадратическое отклонение прочности угля q _ср.уг, у.е.

Значение  _q, вычисляется по формуле:

. (72)

Коэффициент изменчивости коэффициента крепости угля по Протодьяконову V _f, %, вычисляется по формуле:

, (73)

где  _f - среднеквадратическое отклонение коэффициента крепости угля по Протодьяконову f _уг, у.е.

Значение  _f, вычисляется по формуле:

. (74)

Коэффициент изменчивости мощности угольного пласта V _m, %, вычисляется по формуле:

, (75)

где  _m - среднеквадратическое отклонение мощности угольного пласта m _уг.пл, м.

Значение  _m, вычисляется по формуле:

. (76)

218. Угольный пласт находится в категории "неопасно", если показатели, по которым оценивается выбросоопасное состояние забоя, удовлетворяют следующим условиям: V _q не более 20%, V _m не более 10%, f _ср.уг не менее 0,6 у.е. или q _ср.уг не менее 60 у.е. и g _max<g _кр.

При невыполнении хотя бы одного из вышеуказанных условий участок угольного пласта относится к категории "опасно".

219. Контрольными наблюдениями на склонных к внезапным выбросам угля и газа угольных пластах (далее - контрольные наблюдения) устанавливается факт выхода забоя подготовительной выработки или очистной выработки из участка угольного пласта, для которого была установлена категория "опасно".

220. При проведении контрольных наблюдений определяются:

начальная скорость газовыделения g ₂:

средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову f _ср.уг;

угольные пачки m _{уг. пач} мощностью более 0,1 м или мощность угольного пласта m _{уг. пл}, м.

221. Выбросоопасное состояние угольного пласта в подготовительном или очистном забое определяется в пунктах наблюдений, расположенных:

в подготовительной выработке в забое на расстоянии 0,5-1 м от борта горной выработки;

в очистной выработке не менее чем в пяти пунктах, расположенных равномерно по длине очистной выработки.

Контрольные наблюдения проводятся:

в забое подготовительной горной выработки не менее чем в пяти циклах ее проведения и не более чем через 2 м подвигания забоя;

в очистной выработке не менее чем в пяти пунктах и не менее чем в двух циклах подвигания очистного забоя.

В нишах очистных забоев пункты наблюдений располагаются на расстоянии 0,5-1,0 м от кутка ниши.

222. После каждого определения f _ср.уг, m _{уг. пач} или m _{уг. пл} вычисляется показатель, характеризующий изменение коэффициента крепости угля по Протодьяконову K _f, %, показатель, характеризующий изменение мощности пласта K _mпл, %, и показатель, характеризующий изменение мощностей пачек угольного пласта мощностью более 0,1 м K _уг.пач, %.

Значение K _f, вычисляется по формуле:

, (10)

где:

f _ср.уг - средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову, у.е.;

f _{ср.уг.к.наб} - средний коэффициент крепости угля по Протодьяконову на участке угольного пласта, на котором проводятся контрольные наблюдения.

Значение K _{m пл}, вычисляется по формуле:

, (11).

где:

m _ср.пл - средняя мощность угольного пласта на участках категории "неопасно";

m _{ср.пл.к.наб} - средняя мощность угольного пласта на участке, на котором проводятся контрольные наблюдения.

223. Участки подготовительного или очистного забоя горной выработки не относятся к категории "опасно" при условии V _m<15%, V _f20% или V _q20% и g ₂<g _кр.

224. Результаты разведочных и контрольных наблюдений вносятся в журнал регистрации результатов разведочных и (или) контрольных наблюдений (рекомендуемый образец приведен в приложении N 16 к Инструкции).

При установлении по результатам разведочных и (или) контрольных наблюдений неопасного по внезапным выбросам угля и газа участка угольного пласта составляется акт установления по результатам разведочных и (или) контрольных наблюдений неопасного по внезапным выбросам угля и газа участка угольного пласта (рекомендуемый образец приведен в приложении N 17 к Инструкции).