Геофизические методы оценки эндогенной пожароопасности выработанных пространств

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭНДОГЕННОЙ ПОЖАРООПАСНОСТИ

ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ

Контроль эндогенной пожароопасности действующих выемочных участков следует осуществлять по температуре угля в целиках и (или) в выработанном пространстве.

С помощью геофизических методов электроразведки следует определять фоновые значения показателей, соответствующие естественной температуре вмещающих пород. Показателем эндогенной пожароопасности является температура угля, превышающая фоновые значения. Температуру угля в целиках и (или) в выработанном пространстве t, °C, следует рассчитывать по формуле:

, (1)

где: t₀ - естественная температура вмещающих пласт угля пород в аномальной зоне, °C;

N₁, N₂ и N₃ - константы, зависящие от электросопротивления среды;

N₁, N₂ и N₃ определяются:

для рыхлых скоплений угля в сухом состоянии

здесь P - пористость рыхлых скоплений угля в выработанном пространстве, дол. ед.

На угольных пластах полого и наклонного залегания P = 0,3 - 0,4.

Q - разность энергий между нижним уровнем (дном) зоны проводимости и верхним уровнем (потолком) валентной зоны (ширина запрещенной зоны), Дж;

U_отн - относительная разность потенциалов, В, определяется по формуле:

, (2)

здесь: - текущая разность потенциалов, В;

- фоновая разность потенциалов, В;

k - постоянная Больцмана, Дж/град.;

C - эмпирический коэффициент, зависящий от диэлектрических свойств угля.

Состояние угольного массива (эндогенная пожароопасность угольного массива), риск возникновения и развития очагов самонагревания угля оценивается по прогнозной скорости фильтрации воздуха V_прогн, м/с, которая рассчитывается по формуле:

, (3)

где: k₁, k₂, k₃ - эмпирические коэффициенты, равные соответственно 0,00078, 2,45 и 0,155;

P₀, P₁ и P₂ - атмосферное давление воздуха на земной поверхности и барометрическое давление воздуха с двух сторон ленточного целика, мм рт. ст.;

L - ширина ленточного целика, м.