НПАОП 10.0-5.28-87

НПАОП 10.0-5.28-87 Инструкция по прогнозу и предупреждению внезапных прорывов метана из почвы горных выработок

Министерство угольной промышленности Украинской СCP ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ МаКНИИ 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 Инструкция по прогнозу и предупреждению внезапных прорывов метана из почвы горных выработок Министерство угольной промышленности Украинской ССР Государственный Макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности. Макеевка-Донбасс 1987 29 с. . Настоящая Инструкция обязательна при проектировании строительстве реконструкции и эксплуатации сверхкатегорных а также опасных по внезаппным выбросам угольных шахт Донбасса. Изложенысведеия о способах прогноза и предупреждения прорывов метана из почвы горных выработок необходимые для этого исходные данные и материалы мероприятия по обеспечению безопасности и ответственность служб предприятий и организаций по выполнению положений настоящей Инструкции. Инструкция разработна на основе обобщения результатов исследований выполненных МакНИИ им. А.А. Скочинскрго и ВНИМИ с учетом предложений работников угольной промышленности и органов госгортехнадзора. Редакционная комиссия: Морев А. М. председатель Скляров Л.А. Большинский И.М. Водолазский В.Т. Клойзнер С.М. МакНИИ Грядущий Б. А. МУП УССР Сергеев И.В. Шерсткин В.В. ИГД им. А.А. Скочинского Кузнецов В.П. ВНИМИ . Государственный Макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности МакНИИ 1987. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОНОЗ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК 3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ 4. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК 5. ПРИЛОЖЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ К числу газодидинамических явлений возникающих в угольных шахтах относятся внезапные разрушения почвы горных выработок с прорывом метана которые известны давно в горной практике но не выделялись в самостоятельную группу а относились либо к суфлярам если внезапные разрушения почвы выработок сопровождались обильным выделением метана либо к горным ударам если выделение метана из разрушенного массива отсутствовало или было незначительным . В настоящие время зафиксировано около ста лслучаев внезапных прорывов метана из почвы горных выработок. Фактически таких случаев было существенно больше однако значительное количество их не регистрировалось так как они протекали без серьезных последствий. До последнего времени природа и механизм внезапных разрушений почвы горных выработок с прорывом в них метана не были достаточно изучены что сдерживало разработку надежных и эффективных способов прогноза и предупреждения этих явлений. Кроме того ни одним из известных способов прогноза не было предусмотрено определение расхода метана из разрушенной почвы выработки что непозволяло оценить степень опасности внезапных прорывов метана для жизнедеятельности людей. В последние годы в связи с ростом глубины разработки угольных пластов и интенсификацией горных работ последствия внезапных прорывов метана стали приобретать все более катастрофический характер. Исходя из этого МУП СССР поручил подведомственным научно-исследовательским институтам во главе с МакНИИ разработать и внедрить на шахтах способы прогноза и предупреждения внезапных прорывов метана. Выполненный анализ сведений о 115 случаях внезапных разрушений почвы горных выработок 87 из которых сопровождались прорывами метана показал что внезапные разрушения надрабатывае-мого массива с прорывом и бенз прорыва метана имеют одну и ту же природу. Прорыв метана в выработку происходит только в том случае если образующиеся в почве выработки трещины достигают ис-точников газовыделения - газоносных пластов прослоев угля или углистого сланца а также скоплений метана в зонах тектоничес-ких нарушений. На основе представлений о механизме разрушения массива разработаны физическая и математическая модели внезапных разрушений почвы горных выработок с прорывом в них метана. Согласно принятой физической модели расположенные ниже подошвы выработки слои упругих пород песчаник песчанистый сланец рассматриваются как защемленная плита лежащая также на упругом но более мягком основании уголь углистое или глинистые сланцы . В результате опорного и газового давления в массиве плита прогибается в сторону выработанного пространства. Задача прогноза внезапного разрушения почвы сводится к расчету величин прогибов и напряжений сопоставляются с предельными значениямидля пород плиты. Если расчетные напря-жения превышают предельные то горный массив плита разрушается а при попадании в зону разрушения потенциальных источников газовыделения происходит прорыв газа в горные выработки. Указанная модель послужила основой для создания способов предупреждения этих явлений а также разработки мероприятий по обеспечению безопасности ведения горных работ. Промышленные испытания разработанных способов прогноза и предупреждения данногогазодинамического явления дали положительные результаты и рекомендованы Межведомственной комиссией назначенной Минуглепромом УССР приказом № 35-2 от 23.07.85 г. для внедрения протокол от 4 ноября 1985 г. г.Донецк Результаты исследований а также опыт накопленный в ходе испытаний и практического применения на шахтах Донбасса способов прогноза и предупреждения прорывов метана из почвы горных выработок послужили основанием для составления настоящей Инструкции. Инструкция не противоречит требованиям Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах и других действующих нормативных документов. 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 выробатках в зависимости от технологии их крепления и геометрических размеров. 1.2. В результате прорыва метана из почвы выработок может произойти их загозирование 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 появы 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. I.I5. Если прогнозом установлена возможность прорыва метана необходимо предусматривать мероприятия по безопасному ведению горных работ п.З а в случае невозможности поддержания в атмосфере выработки безопасной концетрации 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 вырапботок прорывом в них метана.Сведения об условиях проявления указанного газодинамического явления и его характерястике должны заноситься в форму "Учете суфлярных выделений" Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах. 2.ПРОГНОЗ ВНЕЗАПНЫХ ПРОРЫВОВ МЕТАНА ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК 2.1. Прогноз предназначен для оценки: возможности внезапного разрушения надрабатываемого горного массива; примерного места внезапного разрушении горного массива в протяженных выработках; глубины разрушения горного массива hk ; 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 дизъюктивным 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 сместителя ближайшего дизъюнктивного нарушения или воображаемого продолжения его по п.1.8 м; глубина зоны газового выветривания м; расход воздуха в выработке м3/мин; расход митана 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 заденной 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. 3. 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 надработанного массива при внезапном его разрушении м3/мин; I - расход метана в исходящей струе выработки до газодинамического явления м3/мин. Для девствующей выработки принимается по фактическим замерам а для про-ектируемой 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 пневмо-энергию 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. 4. 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 иа 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 иа 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. I 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. I. 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. Выработа считается зачищенной от прорыва метана если ее подошва располагается выше нижней границы зоны защиты еа 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. 0 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: I - 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 выниматся 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 осуществленна в любых горно-геологических и горнотехнических условиях. 4.3.2. Дегазационные сквжины 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 над-рабатываемого 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 потанциальных 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: I - 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: I - разрабатываемый пласт; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина. Рис. 7. Схема дегазации потенциального источника газовыделения при проведении горизонтальных и наклонных выработок: I - выработка; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазационная скважина. 4.3.6. При сооружении камер длиной до 10 м дегазация по-тенциальных 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 потенци-альному 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 со-ответствии 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 менеее требуемых Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах. 4.3.10. При проведении выработок в зонах примыкающих к дизъюктивным 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: I - квершлаг; 2 - потенциальный источник газовыделения; 3 - дегазционная скважина. Рис. 9. Схема дегазации потенциального источника газовыделения в условиях проведения вертикального ствола: I - 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 1 2 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 з ПРИЛОЖЕНИЯ Таблица 2 ПРИЛОЖЕНИЯ 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 литологи-ческого типа пород 8 Мощность литоло-гического типа пород почвы м I 2 3 Составитель подпись расшифровка подписи дата № служебного телефона Главный инженер подпись расшифровка подписи дата № служебного телефона ПРИМЕЧАНИЯ: 1 прииводится для очистных забоев лав капитальных или подготовительных выработок соответствующего разрабатываемого или намечаемого к разработке пласта; 2 для очистного забоя лавы - I 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 газовиделением. Газодинамический явления нарушают ехнологическке 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 вентиляци 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 вме-щающих 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 првилах 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 ведннию 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 классификаци; 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 которе 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 гавлением 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 . Характеркстика явления и отли-читальные признаки Интенсивное выделение газа из водимых трещин шпуров или скважин. Выделение газа происхоаит 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 подра-ботке 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 тре-щин и пустот в пласте и боковых породах. Xapaктеристика явления и отли-чительные признаки Кратковременное протекание; большоe количество выделившегося газа при незначительном объеме вынесенного угля. Разрушение и вынос разрушенного угля породы в выботку. Относительное гаэовыделение 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 возникнове-ния явления Вскрытие тектонического нарушения. Процесс происходит при воздействии на забой вые-мочным 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 выеделение газа в горную выработку иногда с кратковременным опрокидыванием воздушной струй; звуковые эффекты; упругие колебания псочвы; 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 смеще-ния 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 труднообрушаемой 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 отли-читильные 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 га-зовыделение в выработку при котором относительное газовыделение 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 раpвитие явления Горное давление физико-механические свойства газоносных порой. Характеристика явления и отличительные признаки Лавинно-развивающееся разрушение породного массива с выносом и перемегщением 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 сьл-заио с повреждением машин крепи разрушением линии забоя. Типичные условия возникновения явления Газонасыщенные высокопористые песчаники. Пповедение выработок буровзрывным способом. Геологическрю не рушения. Предупредительные признаки Деление керна на выпукло-вогнутые диски. Увеличение коэффициентa 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 отличительныеые признаки Быстрпротекающее 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 газоовыделение может cyщественно превышать разность между природной и остаточной газононостью обрушенного уля . Повреждение крепи незночительное 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 yгля из нависающего массива; повышенное давление на призабойную крепь.   ОБРУШЕНИЕ НАВИСАЮЩЕГО МАССИВА УГЛЯ  не относится к ГДЯ включено условно для использования  при определении вида ГДЯ Факторы определяющие развитие явления Сила тяжести угля. Малое сцепление из контакте между пластом и боковыми породами или между отдельными пачками пласта. Характеристика явления и отличительные признаки Обрушенный уголь располагается в выработке под углом близким к углу естественного откоса. Ось полости образовавшейся после обрушения направлена под прямым углом к линии простирания пласта и расширена в устье. Относительное газовыделение равно или меньше разности между природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью обрушенного угля. Обрушенный уголь имеет такую же крупность как и при обычной выемке. Поражение людей возможно обру-шающимся углем. Нарушение производственного процесса связано с разрушением линии забоя. Типичные условия возникновения явления Газоносные и негазоносные крутые и кругонаклонные пласты при нарушении технологии управления кровлей или крепления навивающего массива. Пласты представлены малопрочными сыпучими углями характеризующимися небольшим коэффвицентом трения между пластом и боковыми породами или между отдельными пачками пласта. Обычно проявляется при механическом воздействии на пласт или после прекращения выемки. Предупредительные признаки Как правило отсутствуют. Иногда отмечают звуковые эффекты в массиве. VП. ВНЕЗАПНОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ ОТЖИМ УГЛЯ С  ПОПУТНЫМ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ Факторы определяющие развитие явления Горное давление физико-механические свойства угля и боковых пород. Характеристика явления и отличительные признаки Быстрое смещениe угольного массива в рабочее пространство более чем на 0 2 м; образование в угольном пласте полости заполненной разрушенным крупнокусковатым углем глубина которой меньшю ее ширины; выдавленный угольный массив сохраняет структуру; в нарушенном угле наблюдаются пустоты зияюшие трещины наличие во многих случаях щели между кровлей и пластом с тонкодисперсной угольной пылью на поверхности щели; смещение крепи и механизмов; относительное газовыделение равно или меньше разности между природной газоносностью пласта и остаточной газоносностью отжатого угля. Возможна поражение людей в результате загазированяя выработки или механического сдавливания и удара разрушенным углем. Нарушение технологического цикла возможно в результате повреждения крепи и оборудования а также повреждения линии забоя. Типичные условия возникновения явления Газоносные пласты сложенные пачками разной прочности; зоны ПГД от работ соседних пластов; участки зависания кровли. Обычно проявляется при выемке угля но в щитовых струговых и комплексно-механизированных забоях может произойти и при остановленном выемочном механизме. Эти явления могут предшествовать внезапным выбросам и горным ударам. Предупредительные признаки Как правило отсутствуют. В отдельных случаях повышенное давление на призабойную крепь; повышенное газовыделение; звуковые эффекты в массиве; зажатие бурового инструмента. VII ГОРНЫЙ УДАР Факторы определяющие развитие явления Напряженное состояние массива горных пород высокие прочностные и деформационные свойства угля и боковых пород. Характеристика явления и отличительные признаки Мгновенное хрупкое разрушение целика или краевой части массива угля с отбросом угля в выработку. Образование полости ширина которой больше ее глубины; отброс разрушенного угля на небольшое расстояние; преобладание в разрушенном угле крупных кусков и фракций; наличие щели между угольным пластом и кровлей. Нарушение крепи смещение или повреждение машин механизмов и оборудования. Явление сопровождается резким звуком сильным сотрясением горного массива образованием большого количества пыли и воздушной волной. На газоносных пластах сопровождается повышенным газовыделениеы а на крутых газоносных -обращением высыпанием угля с попутным газовыделением. Поражение людей возможно в резу льтате механического воздействия разрушенного угля или воздушной волны. Нарушение технологического процеcca возможно в результате повреждения крепи и механизмов а также разрушения линии забоя. По интенсивности и характеру проявления разделяются на собственно горные удары и микроудары. Типичные условия возникновения явления Пласт отдельная его пачка - крепкий однородный уголь как правило не содержит малопрочных прослойков обладает высокими упругими свойствами; высокая прочность боковых пород большая мощность основной кровли склонной к зависанию. На мощные буроугольных пластах могут проявляться удары при слабых боковых породах. Зоны ПГД от работ соседних пластов ведение горных работ на ранее выработанное пространство встречными и догоняющими забоями отработка оставленных целиков угля; потолкоуступная форма очистного забоя; подход очистным забоем к передовой выработке; зоны влияния тектонических нарушений Преупредитель- ные признаки Отсутствуют. IX. ТОЛЧОК Факторы определяющие развитие явления Напряженное состояние массива горных пород высокие прочностные и упругие свойства угля и боковых пород. Характеристика явления и отличительные признаки Мгновенное хрупкое разрушение угля в глубине массива без последующего выноса в выработку горный удар внутреннего действия . Иногда внезапное выдвижение части массива в выработку без видимого разрушения. Сопровождается глухим звуком сотрясением массива. На газовых пластах может сопровождаться попутным газовыделением. Поражение людей повреждение машин и оборудования возможно в результате механического воздействия от выдвинутого массива угля. Типичные условия возникновения Те же что и при горных ударах. Наличие широко развитой зоны угля перешедшего в предельно напряженное состояние. Предупредительные признаки Отсутствуют. X. СТРЕЛЯНИЕ Факторы определяющие развитие явления Напряжрнное состояние массива горных пород высокие прочнотные и упругие свойства угля и боковых пород высокая концентрация напряжений на краю забоя. Характеристика явления и отличительные признаки Хрупкое разрушение и отскакивание кусков угля породы на обнажениях напряженных участков горного массива сопровождающееся резким звуком. Поражение людей возможно в результате механического воздействия летящих кусков. Для машин и механизмов не опасно. Типичные усло-вия возникновения явления Пласт порода - хрупкий упругий допускающий появление высоких концентраций напряжений непосредственно на поверхности обнажения В очистных и подготовительных забоях проявляется в процессе ведения работ по выемке угля. Предупредительные признаки Отсутствуют. XI. ГОРНО-ТЕКТОНИЧЕСКИЙ УДАР Факторы определяющие развитие явления Напряженное состояние массива горных пород высокие прочностные и упругие свойства угля и боковых пород наличие сотрясений в массиве вызванных хрупкими разрушениями горных пород. Характеристика явления и отличительные признаки Мгновенное хрупкое разрушение породы угля в глубине массива с возникновением сейсмической волны с энергией 103 - 10 10 Дж и более вызывающей хрупкое разрушение краевой части массива целика угля в форме горного удара. Горнотектоничеокий удар отличается обычно повышенной интенсивностью проявлением одновременно в ряде горных выработок шахты или даже соседних шахт. Характер разрушения выработок целиков и поражающего действия такие же как и при обычных горных ударах но могут проявляться более интенсивно. Типичные условия возникновения Те же что и при обычных горных ударах но при обязательном наличии толчкообразyого деформирования горного массива с появлением сейсмических волн с энергией свыше 103 Дж. Предупредительные признаки Отсутствуют. XII. ГОРНЫЙ УДАР С РАЗРУШЕНИЕМ ПОРОД  УГЛЯ ПОЧВЫ  КРОВЛИ ВЫРАБОТКИ Факторы определяющие развитие явления Напряженное состояние массива горных пород высокие прочностные и упругие свойства пород в почве кровле выработки. Характеристика явления и отличительные признаки Мгновенное хрупкое разрушение слоя породы в почве кровле подготовительной выработки сопровождающееся частичным или полным заполнением выработки разрушенной породой сотрясением массивa резким звуком и пылеобразованием. В случае залегания ниже разрушающегося слоя породы угля газоносного или выбросоопасного пласта возможно появление внезапного выделения газа или внезапного выброса угля и газа. Поражающее действие такое же как и при обычных горных ударах. Типичные условия возникновения явления Наличие в почве кровле подготовительной выработки слоя крепкой упругой породы угля склонной к хрупкому разрушению ниже которого обычно залегает более слабая порода уголь . Ширина выработки более 1 5 т но менее 4m m- мощность слоя породы склонного к разрушению в форме горного удара ; первичные посадки основной кровли в очистных забоях представленной прочными породами. Предупредительные признаки Отсутствуют. 3АКЛЮЧЕНИЕ ного забоя; подход очистным забоем к передовой выработке; зоны влияния тектонических нарушений. Наличие единой классификации ГДЯ основанной на учете роли и степени участия различных факторов в подготовке и развитии явлений позволяет осуществлять правильное определение вида происшедшего явления при расследовании аварий и целенаправленный выбор способов прогноза и предотвращения явлений при дальнейшей разработке пластов а также мероприятий по обеспечению безопасности людей. Кроме того создаются предпосылки для создания единой информационной системы включающей банки данных о газодинамическ к явле-ниях обеспечивающих анализ и ибобшение информации с целью выявления закономерностей проявления ГДЯ проверки различных гипотез и обобщение опыта ведения горных работ на пластах опасных по газодинамическим явлениям.