Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогноз устойчивости кровли угольных пластов в горных выработках Кузнецкого угольного бассейна по геофизическим данным

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Прогноз устойчивости кровли угольных пластов в горных выработках Кузнецкого угольного бассейна по геофизическим данным"

'ЯГ

с*

о.

£ --

^Ч Комитет по геошии к использовании недр

^ при Правительстве Российской Федераци«

Всероссийский научно-исследовательский институт гсоф*зяческ*1 методов разведи (БНКИГеофязига)

1а правах рукописи

ШШШ Вера Васильевна

ПРОГНОЗ УСТОШВОШ КРОВЛИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В ГОРНИ ВЫРАБОТКАХ КУЗНЕЦКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА 10 ГШЗНЧЕСШ ДАНШ

Специальность 0i.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки иесторохдений полезнш ископаеит

А в т о р е И р а т диссертации иа соискание ученой степени кандидата геолого-минералогичесш наук

-

г и

Хосш 1994 г.

Работа выполнена в Новокузнецкой шплешой геоюго-геофя-

знческой экспедиции ГШ "Запсибгеологаа". Еаучий руководитель: доктор геолого-иннералогичест

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский институт "ВЗНГидроушь"

Защита состоится Н апреи 1995г. в 10 часов иа заседании спецшизирошного совета ЙОТ 1.06.01 при Всероссийском научно-исследовательско* институте геофизических методов разведки (ВНЙЙГеофнзика) по адресу: . 101000 г.Иосква, уд.Черншвского,22

С диссертацией мохно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан 14 марта 1995 г.

наук, профессор

ГРЕШИ В.В.

Официальные оппоненты: доктор геодого-ииаералогичесш наук

ШЕВОВСШ В.».

кандидат геошо-иинераюшесш наук

«РШОВ А.Г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

ШОВ В.П.

ОБЩАЯ ШАШИСТКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время, когда добыча угля перемещается на бот глубокие горизонт, повтается рои механизации и автоматизации производственных процессов, качество и под-нота прогнозов горно-геологичесш условий разработки угольных месторолдений, представляемых геологами-разведчиками,приобретает

■с»

"*< чрезвычайно ваше значение. Прогнозы, вышненные при разведке угольных иесторохдений, явхявтся основой проектировании эксплуатационных работ. По ним выбирает рациональную схему вскрытия и подготовки штного поп, эффективные для данных конкретных условий добычные механизмы, разрабатывают необходимые иеропреятия по обеспечение безопасности ведения горных работ и повыиенив их эффективности.

Со данным ва 1992 г. ежегодно е Кузбассе окохо половины (42%, а по отдельны* вахтам до 1001) списанных запасов приходится на горно-геологические условия. Основными причинами недобычи угля является тектоника н поведение кровли и почвы угольных пластов.Во дахе в том случае, когда угольные пласты отрабатываются, нео-хиданно встреченные тяхелые кровли или пучащие почвы приводят к резкому снихенив скорости очистных работ,уменьшив безопасности в лавах.

Велью хиссертапионной работы является повыиение качества прогнозов горно-геологических условий путем разработки методики прогнозирования устойчивости и обруиаемости кровли, пучимости почвы на основе «ирокого использования результатов геолого-геофи-зичессих исследований сквахив.

Основные задачи иссхеюваний:

- изучение изменений физических свойств горных пород;

- определение основных факторов, влиявщих на поведение кровли и почвы угольных пластов по данным геофизических исследований ,

схвахин и оценка их достоверности и точности;

- установление мощности активной кро.вди;

- разработка методики прогнозирования состояния кровли и почвы угольнш пластов по данный геолого-геофиэически! исследований сшш;

- оценка достоверности разработанной методики;

Вшш ашш резудьтатог нсшшшй зашчается в то*, что впервые для Кузбасса:

- установлена закономерность изменения физических свойств кольчушсш отхохений;

-разработаны рекомендации для определения предела прочности на одноосное схатие по стандартному комплексу геофизических исследований схвахин с помоды» многомерного, корреляционного уравнения;

- по данным каротаха установлена модность активной кровли;

- разработана методика прогноза состояния кровли и почвы угольных пластов по геолого-геофизическии параметра*.

Практическая аенность работы состоит в том, что разработана многофакторнаа вероятностно-статистическая методика прогнозирования поведения кровли и почвы угольных пластов по данным геофизических исследований стлан для пологозалешщ пластов хольчу-гинских отлохеняй в Кузнецкой угольном бассейне.

Реализадия работа. Методика внедрена ка угольных месторохД^д ниях Кузбасса и Ахтая. Выполнен прогноз по 35 угольным пластам семи вахтвых полей и участщ: п. а. Веховская, "Прирезка к Гра-мотеинскому хахтоуправленив', Колхогоровский, Тахдннсхий Западный, Шшнский, п. I. Распадская, п. и. и*. Ярославского. Материалы вклвченн в отчеты с подсчетом запасов и утверхдением в

ИЗ, ТКЗ, ДКЗ, а такге переданы штам-захазчихаи.

Апробаш заботы. Основные полохения диссертационной работы докидывались и обещались на

• 1.. Всесоюзном совещании "Комплексное изучение ресурсов твер-дш горвчих ископаемы! Кхно-Сибирского региона и их использование в народной хозяйстве" в г. Новокузнецке в 1983 г.;

2. научно^пракшешй конференции в г!Владивостоке в 198<г.

3. Всесоюзной «коле по инхенерно-геохогическому изучение твердых полезных ископамых геофизическими методами в пос. Зеленой Московской области в 1988 г.;

4. научно-производственной конференции 'Состояние и внедрение геофизических методов при поисках и разведке угольвнх место-Р01дени8 Союза" в г. Воркуте в 1390 г.;

5. IX Всесоюзном геологическом угольник совещании в г. Ростове на Дону в 1991 г.;

6. НТО Центральной геофизической экспедиции ИГО "Запсибгео-логия", и НТС ПГО "Запсибгеодогиа" и др.;

7. 9, 10, 11, 12 сессиях Научно-координационного Совета по угольной геофизике.

Публикации. Но материалам диссертации опубликовано в печати 6 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения.5 глав, заключения; содерш 66 страниц манинописного текста, 41 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 38 наименований.

Работа проводилась под руководством заслухенного деятеля науки и техники Коми АССР, доктора геошо-нинералошесш'наук, профессора В. В. Гречу хина, которому автор вырашт глубокую признательность,

■ ' " >

В проведении иссдедозаний, опробовании и внедрении разработанной методики оказывали пощь сотрудники Центральной геофизической экспедиции, Северо-Кузбасскоп геологоразведочной экспедиции, Левобережной и Нерудной партий ГГВ "Запсибгеолош", «бора-тории угольной геофизики НПО "Нефтегеофизика",геологи san их. ¡¡росшсюго, Распадской, Юбилейной, который автор вырахает благодарность.

шттсш ОБЗОР ШИШРН

Проблемой прогноза поведения кровли и почвы угольна! пластов при ил отработке занималась многие исследователи. Наиболмий вклад в разработку теории и практики прогноза внесли геологи и геофизики В. В. Гречут, Б. В. Сннрнов, В. В. Еопоз и др.

В работах, связанна! с прогнозом выделяйся три основных направления:

- определение понятия кровли и почвы угольных пластов;

- выбор и анализ факторов, вшщих на поведение кровли и почвы угольных пластов;

- методика прогнозировании.

Понятие кровли и почвы угольных пластов всеми авторами трактуется одинаково. Открытых остается вопрос о модности толр пород, отнесенной к той или иной кровле. Одни авторы считает, что непосредственная кровля составляет 2,5-3 к, другие -, что она мохет достигать 5-ти кратной выемочной модности пласта. -4

Основными влиявшими факторами на поведение кровли и печей*" 'угольных пластов все исследователи считает литологичесхий состав пород и их прочность. Однако, еш одам ограничивали этими факторами, 'то другие учитывают еде ряд признаков. Так по методике Б. 3. Смирнова в Кузбассе при прогнозе учитывается 10 факторов,

В. Б. Гречух»н огравячяваетса четырьмя.

Существующие методики прогнозировании по преимущественному использовании исходной информации мохно разделить на два типа:

- основанш на геологических материалах;

- основании на геофизмческих данных, как индикаторе строе-hhj геолопческого разреза.

Наиболее распространенной методикой первого типа является вероятностно- статистическая методика, разработанная под руководством Б. I, Смирнова во ШГИУголъ. Во упрощенной формуле Бай-еса рассчитывается наиболее вероатный тип кровли. Методика базируется на информации, полученной в процессе бурения скшин - описании кернового материала й его исследовании, которые в Кузбассе имеют низкую достоверность. I примеру, данные бурения практически полиостью исклсчаст ннформацвк из-за отсутствия керна по слабим и трещиноватым породам. Традиционная практика определения фнзнко- механических свойств в стационарной лаборатории страдает рядом существенных недостатков, основными из которых следует считать избирательный отбор проб и длительность и хранения. Сопоставление интервалов, исследованяш на физико-механические свойства с геофизическими диаграмма» показывает, что 301 и соответствует породам с повиенной прочности. Сравнение средни значений предела прочности на одноосное схатие по породам одноименной толщи в зависимости от срока храиевия показывает увеличение его через несколько месяцев в 2 i более раза. Недостоверная исходная информация привела к тому, что выполненные по по это! методике прогноза имеит имзкув сходимость с peajbHoi обстановкой на действцщмх махтных юлях. 1етодики, основанные на кшьзоши геофизической информации, разрабатшнсь несколькими исследователями (Гречухим 1.1,,

- е -

Попов В.В., Синеокий А. 0., Чершов А. Г.). Предпочтение следу ет отдать геолого-геофвзической методике, разработанной под руководством В.В.Гречуша во ВШГеофизика, ш наиболее научно обоснованной. На основе пета различат геологичесш и геофизически показателе! разработав« геолого-геофизические классификации нево-средствеиввх и осиовних кровель. Внедрение ветодщки в Кузбассе привело к определении* затруднении. Вснользованяе бурових снаридов ССК-59, СК-76, обеспечивав^! внсокув скорость промдкв, малый дм-аиетр сквахин, исклвчает практически из применения приведенный диаметр, т.к. на отдельных участках кавериометрил представлена примой линией. Методика не учитывает такие вахвне фактор» как ви-еиочная коциость пласта в мощность непосредственной в освовной кровли, которые, как показали исследования, играет существенную роль. Гравичвве значении параметров, приведепвне в методике, дли условий Кузбасса оказались непрмемлнмш. Необходимо подчеркнуть, что все существуйте методики разрабатывались на иесторохдеиип Донецкого или Печорского бассейнов.

Исходи из внвесказанного, следует, что ни одна из существув-щих иетодик не явлиется совервевной. Все они имеет низкув достоверность > Кузбассе. Поэтому возникла необходимость в пересмотре и корректировке суцествувщих методик, результатом чего ивлиетси даннаи работа.

ОБЩ 1ЕТ0Д1А 1ССЛЕД0ВА31Я

Объектом исследования явились' пермские угленосные отлохеи«? кольчугивской серии Кузнецкого угольного бассейна.

Ввоолвешк всследовавия показали, что породи кольчугинской серив обхадавт невысокими показателями физических свойств, шорне, в основной, зависят от вещественного в гранулометрического

составов я взиевитс» воя воздействием различит фапоров.

Наиболыей изиенчввосп«, как по пло|адв, так и по глубиие, обладает шпеес» с о п р о т в в 1 е в и е пород, что во ивогои обусловлено минерализацией подземных вод. Последняя возрастает с глубиной в влечет за собой падение кащегося сопротивления, которое заиетно иачавает проявиться с 300 и (зова хло-ридно-натрневи вод). Крохе глубвнвой шералвзацви отмечена также плоцадш. Имеются участи, где вода от самой поверхности обладает высокой минерализацией (Ирвсалаирская волоса). Различней водно-шеральный рехим приводит к тому, что породи более мета-иорфизовакнне (например, поле шти Ееловской, марка угля I) имеют хахувееся сопротивление вне, чем менее метаморфизованные (участок Тахдинский, марха угли Д). Если рассматривать кащее-ся сопротивление однотипных пород при преент водах, то оно практически ве изменяется, несмотря на возрастание метаморфизма (марка угля меняется от Д до I).

Гамма-активность однотипных пород кольчу-гинеш отхохекий практически ве меняется.

0 б е м н а и п л о т в о г т ъ п о р о i . и а г м-венных в о 1 о й . возрастает с увеличением современной глубины залегания при среднем градиенте 0,01 г/см3 ва 100 м разреза. Соответственно стадии метаморфизма плотность пород на равной глубине залегания изменяется от 2,48 г/см3 (марка угля Д) до 2,60 г/см3 (марка угля I).

СКФРФСТЬ_распространения_п р о -

бины залегания при среднем градиенте 42 м/сек на 100 м разреза Изменения физически! свойств пород, связанные с глубиной за-

возрастает с увеличением современной глу-

легаш, метаморфизмом и минерализацией подземнш вод не влиш на качествен»?» интерпретации геофизических диаграмм: определение мощности и строении угольных пластов,литологическое расчленение разрезов схвахян, выделение трецияоваш интервалов. При количественной интерпретации - расчете физико-метичесш свойств -или использовании геофизических параметров дли распознавании г.а-ш-либо образов данные факторы оказывает негативное воздействие, которое исклвчается путем выделения геолого-геофшчесш ступеней и участков. Теска! корреляционная связь мехд7 геофизическими параметрами и физико-механическими свойствами существует только б пределах геолого-геофизической ступени (участка). Поэтому для расчета фнзико-мешичесш свойств в пределах шдой ступени (участка) требу?тся составление своего многомерного корреляционного уравнения расчета, Применяемый при этом комплекс мот бить различным, при обязательном условии: он долхен еодерлать с одной сторони парачетра КС и ГК, с другой - СТ.ГГК.

Наиболее благоприятным комплексом, дащи наименьлув ознбху при расчете, является комплекс КС , ГК, ВТ. Приблизительно равноточный является комплекс КС , ГК, ГГК. Далее по точности следуют комплексы КС , ОТ и ГК, ВТ. Затем КС , ГГК и ГК, ГГК. Применение того или иного комплекса обусловлено объективными причинами на каждой месторождении, участке, сквахине. Доказано, что все эти комлексы дают ояибку в пределах требуемой точности (205!). Расхох-дения более 20 % связаны с интервалами слабил пород, переслаиванием, конкрециями. Б первом случае происходит заиихенме рассчитанных значений бе«., во втором и третьем - как завыхение, так и занихше. Причиной занихения является избирательный отбор проб из более крепки! пород. Завыхение, по всей вероятности, обуслов-

лено структурными особенности породы, когда разрушив образца происходит по напластований.

СТЕПЕНЬ ВШШ РШЯЧШ ГЕЛОГО-ГЕОИЗШСШ ФАКТОРОВ М СОСТОЯНИЕ КРОВИ Я Н0Ч5Н УГОГоШ ПЛАСТОВ В данном разделе проведен анализ вдизниз различны! факторов по двум направлениям:

- сопоставление состоянии крэвли и почзи угозьнах пластов г горит выработка! с геолошесгш факторами, полученными пут;» интерпретации шфизвчесш диаграмм;

- сопоставление состояния кровли и почву угопн'п :пстоз г горних вкработш с геофизичесши параметрам».

В качестве исходной информации асвсльзовазо океь сараях нчбиденай хш - сшхта, Описания сосшш хи-зли и почгз г горных внработш шохнено ттт ззхт. Зссщ-счния й доку-имитация скгшз прозонхась в прессе разведочных рз5от геологами и гефзиши. йвтор^я были в?«?дш ггрштергртш а вг-•-5 удимые шшсжшг расчета.

исходная информация для прощения анализа сц'-ип г егбг елг.зузцие еггдезгг -горние

- виемочяая модность пласта;

- наличие хэ1них кровли и по'ш;

- состояние непосредственной, основноД г.роззхь я непосредственной почва;

- геологические

- иорость,строение и глубина залегания угольного пласта;

- литологическая лршдхехность пород кровля и почва;

- мощность хитологкчесш слоев;

- прочность пород;

-геофизические

- шущеш сопротивление пород;

- ганка-атшсть пород;

• трость распространенна щсдошп водн;

- значена ГП.

Прежде чек проводить сопосташнке, неебкдш устзк.ггп кощ-;-; с- с г ь перед, споссбных ерзать то ш инее воздействие г.рк веде-у.п г.-рвых работ. Екш сдс-влми усгшшв ютссть активной ?рс-?д1:. В данной работе впервые зона се-ьуЕ€Нй£ оценекэ г естественном залегании. Дхя ж-го испотшик каротажные двгграш во сшжшн, прегедт через горные выргбеш. Породы, сбрушщиеся г выработанное пространство, образуя тргщеватг» зону, ошчае-кук на диаграмма! ГГГ. к шервштрии гевкженнак« значениям. Установлено, что мощность трерноваш пород, образованных после отработки угольного пласта, не превыкает 6-ти кратной, выемочной мощности. Отсьда следует, что в этом интервале необходимо выделать южную и непосредственную кровли, а также границу с основной кровлей.

Л о I н а а к р с в д а определяется однозначно по диаграммам ГГХС, ГГ1, каверноиетрии детализацкоккого масштаба. Она отмечается положительными аномалиями на упомянутых кривт, которые зачастую являются продолжением угольной.

Непосредственная кровля устанавливается по диаграммам всего комплекса масктаба 1:200 или 1:50. Она выделяется по пониженному кажущемуся сопротивлению, высокой гамма-активности, а также в некоторых случая! по повышенному значению на диаграммах Ш, ВТ, каверноиетрии.

- и -

Основная кровля у станавлиЕает ся по диаграммах всего комплекса касятаба 1:200. Характеризуется высохни или повк-севиаи по сравнения с непосредственной кровлей кащкш сопротивлением, понихеннш значенкяка Г К и И.

При отсутствии различий поре» г.о ¿кшесш свойствам б интервале 6-ти кратной вшочной исцяоетк пласта за непосредственна кровле прингиавтсЕ елок алевролите*, рачые трехкратной внешней мощности.

Л о х н а и почва ус:ансь;квгс:ся аналогично лохной кровли. Следующий за угле* или хохной почвой слой принимается за непосредственную почву.

Рассмотрим влияние различных геологических факторов на состояние кровли в горных выработках.

Мощность угольного пласта определяет высоту зоны обруиения. Чек болые косность пласта, тем выге зона обрухения.

Цитологический с о с т а в порог оказывает существенное влияние на состонние кровли. Алевролиты слагают весьма неустойчивые, неустойчивые, среднеустойчше непосредственные кровли и легко-, среднеобруиаеиае основные кровли. Песчаники, в больиинстве случаев, вызывают устойчивые непосредственные и трудно- и плавноопускающиеся основные кровли.

Ковкость_[пп_порох к р о в л и рас-

натривалась в двух направлении. Во-первых, мощность Еыиелелащих алевролитов, во-вторых, - мощность песчаников. Установлено, что при изменении мощности шелехащих алевролитов от 0 до 6-ти вые* очных мощностей (Ну) встречайся среднеустойчивые, неустойчивые весьма неустойчивые кровли. Однако, бохьиинство неустойчивых

кровель сосредоточено в области менее 2 Ну и проявляются они при мощности вшлещего песчаника белее 8 и. Ерй меныей носкости песчаника преобладав? среднеустойчивые непосредственные кровли. Среднеобрузаеяые основные кровли нзбдюдаютсз при любой мощности алевролитов. Труднообрущаемые - отмечена только при мощности разделяющих алевролитов до 2 Ну а мощности песчаников более 3 м. Увеличение мощности песчаника приводит к возникновению славноо-гускающихся кровель.

Г; р о ч з ость пор о 1 обуслозлеаа гранулошра--чссш и вещественном составами пород, а таш наличием т?*5иа-га?;ста и зависит от эпигенетических преобразований. Узелшиае прочности пород приводит к повиенив устойчивости кровель.

I о г, о л н а т е л ь н к е Ф 1 т о р ы «ци выявлены в процессе исследований. Отмечено, что при прогнозной оценке следует учитывать вид контакта иецу основной ?. непосредственной кровлей. Если контакт резкий, то по нему легко происходит отслоение яиле-ищих пород. 5рх постепенном переходе устсйчйзостъ негзсред-стьшой кровли увеличивается, йгмалозащг рель играет вшчгш <ш и углистых парод, особенно, если они кшдшя г непосредственной близости ог пласта. В большинстве случае; они вызывают неустойчива? и весьма неустойчивые нешредствгинаг крош.

Достаточность имеющихся геологических факторов для установления классов кровли оценивалась методом последовательного аиахи-^ за. В результате последовательного учета всех признаков достигнуто полное разделение имеющейся выборки на класса, чем подтверкде-на достаточность нневдихен геологических факторов для прогнозной оценки потенциального состояния кровли.

Сопоставление состояния кровли и почвы угольных пластов в

горниI выработках с геофизически» параметрам проводилось по нориированним и приведенным значениям: кажу|ееся сопротивление пород приводнюсь к условиям пресныж подземных вод, гамма-активность пород нормировалась, значении по диаграмме ГГК отсчитыва-1ись от среднего ¡ровня, в значения интервального времени вносилась поправка за влияние современной глубины залегания.

К а I7 а е е с а сопротивление порох является относительно слабым показателен при разделении неустойчивых и среднеустойчивыж непосредственных кровель, а таш легко-и среднеобрузаеяах основных кровель. Однако, устойчивые непосредственные и труднообрушные, особенно, плавноопусшдиесз основные кровли сложены только высокосиными породами. Чем визе кажущееся сопротивление пород, тем болие устойчивость кровли,

Гамма- активность пород гыдерхиззет ту же закономерность с той разницей, что здесь неустойчивый кровлям соответствует высокая гамма-активность, Снижение гамма-активности приводит к пшгаи» устойчивости кровель, Самыми низкими значениями характеризуется устойчивые непосредственные, труднообрушмне н плавноопустциеся основные кровли,

Г а н л а - г а и и а каротаж высокими значениями однозначно определяет весьма неустойчивые, неустойчивые непосредственные и легкообруааемае основные кровли. Остальные типы кровель практически не разделяйся этим методом.

Интервальное время или скорость продольны! волн связаны с состоянием кровли аяологично гамма-гамма каротажу. Высокие значения однозначно определяет неустойчивые непосредственные и легкообруиаемые основные кровли. Чем выме значения ВТ, тем меные устойчивость пород и наоборот.

- н -

В комплексе с выемочной щвость» пласта в моввостямн слоев, схагавадх крови, сеофвэаческяе парапет?« (пособии однозначно классифицировать состояние крови, что доказывается методом последовательного аиаиза.

Совостаиевие состоянии вочвы пошел висков с теологв-ческккЕ в геофизическими факторам показывай, что индикаторами состоянии почвы б наибольвей мере является шоюгвческий и вещественный составы пород. Во всех наблюдаемых случаях пучадие почвы схохеик иехтервисши алевролитами вхв аргшвтами. Ваи-лучвая связь просхешаетси мехду склонность к пучевию и гам-ка-акшностьв пород. Чей вине значения гамма-активности, тем сильнее проявляете« склонность к пучевкв и наоборот. Так при значениях Г1 меиьве 0,6 отн. ед. почв скхонных к пученяю не иаблсда-ется. Е интервале 0,6 - 0,9 отв. ед. встречены оба типа почв, во вероятность Естречи скхонаой к нучении возрастает с увеличением гаииа-акшностк. При значениях гамма-активности более 0,9 оти. ед. все почвы склонны к пучеиив.

Еоачеспенная оценка возмохности наступления того или иного типа кровли основывалась на использовании формулы Байеса. При расчете вероятностей по отдельным параметрам использовались фактические частоты. Недостаток «сходного шерша компенсировался имещимися представхениями по отменив к тому или иному признаку. Принятые распределения частот признаков, используемых для распознавания разжнчных типов кровехь по геологическим данным, представлены в таблице 1. Расчет апостериорных вероятностей осуиесшяется по упрощноку варианту формулы Байеса, основанному на допущении о равной авриорной вероятности распознаваемых ситуаций. Наиболее вероятный тип хровли определяется по махскиаль-

ной веротоств.

Количественная оценка состояния крови во геофизически* параметра* проводится аноюгино. Врите вероятное» представлены в таблице 2. Поскольку влияние моявостев i вид ковтакта остается ' претя, то i вероятности не изменяется. Вместо литологии, предела прочное» на одвоосвое сжатие иешьоувтея нормированные значения геофизических параметров.

ОНРОЕОВАШ ИВТОДШ На воде штн Ведовская бую випошно сопоставление прогноза состоят крови по геологическим фактора* {вариант 1) в геофизическим параметра* (вариант 7.). Как показало опробование, прогноз устойчивости i обруиаеиостя крови шво делать по геологически* факторам я геофизически* параметрах с одшковим результатом. Однако, вариант 1 вредпочтнтельне!, ввиду того, что он содерит сведения , которым« обычно оперирует геологи м горные инженеры в практике ведши горних работ.

ЗАВЕРКА КДАССВФНКАЦ81 ПО ГОРНЫМ ШДБОТШ Заверка внаохненннх прогнозов по разработанной методике была проведена на пот вахт Распадскаа, Збилейиая, им. Ярославского. Для этих целей был выполнен оперехавдий прогноз во девяти работали* ■ проектируемы* лава*. Сопоставлении показали высоку» eio-дииос» прогнозных данных с фактически* состоянием крови и почвы.

ЗШВШ1Е

В диссертации дано новое -репейке актуальной иаучно технм* ' ческо! задача • разработка врогноза устойчивости крови и почвы угольияж вистов для кошугивских отложенвй Кузбасса по результатам геофвзическвж исследований скважин.

Основнве выводы в практические результату выполненных нссле-

дований заклвчавтся в следущем:

. - разработана с хека расчета временного соаротнвхениа схаш по компдексу ПС и оценена точность результатов;

-' установлена модность активной крови в горном массиве; .« - /проведена, оценка влияния геологических .факторов на поведение кровли» почва ушьинх.иастов;

- проведено сопоставление состояния крови и почве угольш пластов с геофхэнчесшв параметрами а установлена связь мехду ними;,

- разработана классификация типов кровли и почвы по комплексу геологических факторов, определенных по данным каротаха;

- разработана классификация типов кровли и почвы угольного пласта по геофизическим параметрам;

- выполнено сопоставление прогнозов, осуществленных по геологическим и геофизическим факторам;

- проведена заверка выполненных прогнозов на аолях действу-вяи1 хахт; '

- методика внедрена на семи угольных месторохденнп Кузбасса

- экономическая' эффективность за счет сокращения объёма лабораторных исследований на участке Талдннском Западном в 1994 г.составила' 113,8 лш. руб.

1а эштг дшшся

методика вромолрованмя устойчивости непосредственной, обрунае-■остх 0С10М«1 кровель х скшноси квученп почвы угольш пластов во Дании геофизически! исследовавхй скшхи.

Основные шошп диссертации опубликованы в схедуадих работал:

1. Изучение кровель и почв угольных пластов геофизическими методами. Труды 23 Кехдународного геофизического симпозиума. Варна, 1934 г., с. 423-433 (Оовиестно с Гречухиныи В. В., Черниковым А. Г,, Вайтхусом В. 2, и др.)

2. Определение фнзико-иехавнчесш свойств горных пород по комплексу геофизических методов на угольных месторокдениях Кузбасса. Сборник материалов икохы поинхенерно-геологичесхому изучен»» месторохдений твердых полезных ископаемых геофатесхт методами. Москва, 1984 г., с. 112.

3. Изучение фязико-мелаяичесш свойств углевиерврх отло-хений Кузбасса геофизическими методами. Тезисы докладов созещаниа геологоз-угольциков в г, Новокузнецке. Москва,1983 г., с.143.

4. Прогноз устойчивости и обруиаеиости кровли угольных пластов по данным каротаха в Кузбассе. Тезисы докладов U Всесоюзного геологического угольного совецавия. Ростов на Дону, 1991 г., с.19.

5. Прогноз устойчивости и обруиаеиости кровли угольных пластов по данный каротаха в Кузбассе. Тезисн докладов научно-практической конференция в г. Воркуте. Воркута, 1991 г., с.127.

6. Определение физико-иеиннчесш свойств горных пород по данным каротаха. Тезисы докладов научно-практической конференции в г. Артемовске. Владивосток, 1984 г., с.105

Табанца 1

ВЕРОШОШ ПРИЗНАКОВ, ЮПОЛЬЗШШ ДМ РАСПОЗНАВАНИЯ КЛАССОВ КРОВЕЛЬ НО ГЕОЛОГИЧЕСКИМ

ДОШ

Классы непосредственных 1 Классы основных |

кровель по .устойчивости кровель по обршекостн

Геологические факюрк

1 | • 1 1 . -!

и относящиеся к ник устой- сред-|неус-|весьма шв- труд-)сред-(лег- ]

признаки ЧИБЫЙ неус-(той- (иеус- ноо- нооб-1необ-(кооб-(

той- (чмвый тойчи- вуск. рщ-(ру«а-|ру1а-|

IЧНБЫЙ| |ВЫЙ екый (еиый |екый | 1 1 !

1 2 1 1 3 ] 4 ! 5 1 | 6 1 1 ! 7(8(9] I I 1

1. Л к т о т и п ы 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I

песчаники, гравелиты 0.31С]0.050|0 ¡0 0.360 0.334)0.170(0 ]

песчаники, ахевролш 0.200(0.20010 10 0.220 0.223(0.170(0.034(

крупнозернистые ! ! 1 ! 1

алевролиты 1 1 | < I 1 ( 1

крупнозернистые 0.11010.20010.10010.100 1 1 1 0.100 0.100(0.170(0.100]

алевролиты ! 1 1 ! !

шкозернистые 0.110 0.200]0.16710.080 0.080 0.08510.170(0.100| 1 1 1

алевролиты мелко- 1 1

и крупнозернистые 0.110 0.200(0.116(0.116 0.080 0.084]0.170)0.100)

аргидхиты 0.030 0.050(0.333(0.333 0.080 0.080(0.066(0.333|

аршлиты и ахевро- 1 ! - ! 1 !

хиты 0.080 0.100(0.284(0.284 0.080 0.084(0.084(0.333|

2.0тноситешая мощ- I 1 1 1 1

ность алевролитов 1 | 1 1 1

0 - 1 6.040 0.040(0.500(0.520 0.430 0.350(0.060(0.060]

1 - 2 0.050 0.040(0.250(0.250 0.250 0.300(0.090(0.030)

2 -2.5 0.070 0.070(0.225(0.215 0.180 0.200(0.100]0.100(

2.5 - 3 0.150 0.050(0.010(0.010 0.095 0.100(0.190(0.100)

3 - 4 0.180 0.180|0.00510.005 1 1 0.040 0.045(0.190|0.180|

4 - 5 0.200 0.200(0.005(0.005 0.005 0.005(0.190(0.180(

> 5 0.310 0.310(0.005(0.005 0 0 (0.180(0.290|

1

2

3 ( 4 5 | б

3.Хорость песчанна,»] { ) 0-2 ) 0.900|0.050|0.010 2-4 ) 0.020|0.350|0.030 4-8 ¡0.02010.350(0.060 6 - 8 ( 0.020|0.100(0.150 8 - 10 ( 0.020(0.010(0.300

> 10 ' |

4. Предел прочности на] одноосное схат«е,кн/м2

0-10 | 10-20 ( 20 - 30 (

30 - 40 )

40-50 )

50 - 60 1

> 60 \

5. Пеьеюд то основ- ( ной г неяосредст- | генной кровле I

резкий |

постепенный )

5. Вшченн угла на | расстоянии | 0.5-1* |

1 - 2 и |

2 - 3 * 1

0.020(0.050)0.500

О ¡0 ¡0.250

О ¡0 ¡0.350

О ¡0.400(0.350

0.005(0.530)0.050

0.162(0.050)0

0.333(0.010(0

0.500(0.01010

0.010 0.030 0.060 0.150 0.300 0.500

0.450 0.350 0.200

О

О О О

¡6 ¡0.005 (О (0.005 (0.005(0.010

¡0.300(0.300 )0.500)0.600

[О (О ¡0 |0 |0 ¡0 ¡0 ¡0.010 10.010)0.230

'о.210)0.382

0.720)0.330

0.300|0.330 0.100)0.670

и

1°

¡0.330 )0.670

). 570]0.670 1.330)0.330

0.670|0.900 0.320|0.100 0.010)0

.. 1......

0.160 0.170 0.170 0.170 0.170 0.160

О

0.100 0.200 0.350 0.200 0.100 0.050

0.503) О.ЗЗО) 0.1671 О О О

0.400( 0.400( 0.200! О О О О

7

8

9

Таблвца 2

ВЕРОЯТНОСТИ ПРЙЗВАХОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РАСПОЗНАВШИ! КЛАССОВ КРОВЕЛЬ ПО ГЕОМЗШСКН

ПАРШТРАК

Классы непосредствен«» Классы основных

кроведь по устойчивости кровен по обруваевости

Геофязяческке парамет-

ры ( относциесн с ним устой- сред- веус- веема плав- труд- сред- лег-

признан чивый веус- той- неус- 800- вооб- веоб- шб-

той- ЧИВЫЙ тойчи- пуск. рува- рува- рува-

шнй ва екнй еиый евы!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1

1. Кахущеесв 1 1

сопрот1В1ен»е, они

0 - 20 0 0 0,35 0,65 0 0 0 0,25

10 - 20 0 0 0,20 0,20 0 0 0,10 0,15

20 - 30 0,01 0,112 0,15 0,10 0 0 0,10 0,15

30 - 40 0,04 0,111 0,100 0,05 0 0,05 0,10 0,15

40-50 0,10 0,111 0,05 0 0 0,05 0,10 0,10

50 - 60 0,10 0,111 0,05 0 0 0,10 0,10 0,10

60-70 0,10 0,111 0,05 0 0,05 0,10 0,10 0,05

70 - 80 0,10 0,111 0,04 0 0,05 0,15 0,10 0,05

80 - 90 0,15 0,111 0 0 : - 0,10 0,15 0,10 0

90 -100 0,15 0,111 0 0 0,15 0,15 0,10 0

>100 0,20 0,111 0 0 0,65 0,20 0,10 0

2. Гша-акшность,

отв.ед.

0,3 - 0,4 0,400 0,020 0 0 0,60 0,40 0,065 0,050

0,4 - 0,5 0,375 0,050 0 0 0,40 0,40 0,400 0,050

0,5 - 0,6 0,185 0,185 0,100 0,100 0 0,20 0,325 0,050

0,6 - 0,7 0,100 0,375 0,125 0,125 0 0 0,305 0,100

0,7 - 0,8 0 0,300 0,270 0,270 0 0 0,128 0,200

0,8 - 0,8 0 0,125 0,280 0,280 0 0 0 0,055 0,250

0,9 - 1,0 0 0,005 0,225 0,225 0 0 0,300

1 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J

|3. Матервалное

j зрема, иif/*

1 <200 0,500 0,010 0 0 0,720 0,380 0,050 0 j

j 200 - 225 0,333 0,010 0 0 0,270 0,380 0,100 0 J

J 225 - 250 0,162 0,050 0 0 0,010 0,230 0,200 0 .J

j 250 - 300 0,050 0,530 0,050 0 0,010 0,010 0,350 0 J

J 300 - 350 • 0 0,400 0,350 0,200 0 0 0,200 0,200|

j 350 - 100 0 0 0,350 0,350 0 0 0 0,400{

1 > 100 0 0 0,250 0,450 0 0 0 0,400|

|4. Звачша ram-

I гаш каротаха,

J ici. ед.

j < -0,03 0,423 0,200 0 0 0,550 0,200 0,150 0 j

j -0,03 - -0,01 0,250 0,250 0 0 0,300 0,250 0,200 0 j

J -0,01 - 0,01 0,200 0,250 0,125 0,025 0,150 0,233 0,250 0,125)

j 0,01 - 0,02 0,127 0,250 0,125 0,050 0 0,167 0,250 0,125}

1 0,02 - 0,03 0 0,030(0,125 0,125 0 0,050 0,050 0,125j

1 0,03 - 0,04 0 0,010|0,250 0,300 0 0,050 0,050 0,350J

1 > 0,04 i 0 0 (0,375 i 0,500 0 ...... 0,050 0,050 0» 375j i