202318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kedvezőtlen kőzetnyomás-jelenségek előrejelzésére
1 HU 202 318 B 2 Jellegzetessége, hogy a fúrólyukak(10a, 10b) a bányaüreg(5) - célszerűen távolabbi - környezetében a kőzetben^) elhelyezkedő jó vízvezető és/vagy gyengén áteresztő közbetelepülésekbe, pl. homoklencsékbe(3a, 3b), homokos agyaglencsékbe(4) vannak mélyítve,"az egyes homoklencsékhez(3a, 3b) és/vagy homokos agyaglencsékhez(4) hozzárendelt nyomásmérő mérőeszközök(16,18) jeltovábbító vezetékek(20) útján mérőhelyi egységhez(21) vannak kapcsolva. A mérőhelyi egység(21) adatgyűjtővel(21a) és referencia tárolóval(21f), valamint ezekhez kapcsolt különbségképző és összehasonlító adatfeldolgozó mikroszámítógéppel és 5 tápforrással(21c) van ellátva, a mérőhelyi egység(21) kimenetéhez pedig legalább egy riasztó jelző(21e) van csatlakoztatva. (1. és 2. ábra) A találmány tárgya eljárás kedvezőtlen kőzetnyomás jelenségek előrejelzésére, elsősorban vízvezető és/vagy vízáteresztő közbetelepüléseket is tartalmazó kőzetek közötti bányaüregek, fejtési üregek állékonyságának 15 megvédésére, amelynek során legalább egy helyen mérjük a pórusvíz nyomását, a mért értékeket feldolgozzuk, és adott esetben veszélyjelzést generálunk. Tárgya továbbá a találmánynak az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés is. 20 A felszín alatti üregek állékonysága a benne tartózkodók biztonsága szempontjából a felszín alatti szilárd ásványi nyersanyagbányászat és az alagútepítés egyik legfontosabb követelménye. A szilárd ásványi nyersanyagok hagyományos bá- 25 nyászati kitermelésénél a kitermelő üregrendszer állandó mozgásban van. Eközben folyamatosan újabb üregeket alakítanak ki, másokat pedig felhagynak. Számos esetben ugyanazon üreg, pl. széleshomlokú fejtés egyik része (a fejtési homlok) előrehalad, miközben az,üreg 30 másik felét folyamatosan felhagyják. Az ilyen mozgó üregrendszerek munkaterének állékonyságát az éle’tbiztonság által megkövetelt megbízhatósággal folyamatetsan megőrizni nehéz feladat, különösen nagy felszín alatti mélységek és/vagy kedvezőtlen kőzetviszonyok 35 esetében. A bányászat eszköztárában a felszín alatti fejtési üregek körüli folyamatok szabályozására felhasználható főbb beavatkozási eszközök:- a fejtési biztosító szerkezetek teherviselő tulajdonsa- 40 gainak célszerű megválasztása,- az üreg méretének, alakjának változtatása,- az üreg előrehaladási sebességének változtatása,- az üregfelhagyás módjának, valamint a felhagyott üreg kőzetkömyezetében a mozgásviszonyok szabá- 45 lyozása. A szilárd nyersanyagbányászat mélységtartományában a kőzetbiztosító szerkezet mechanikailag együttműködő rendszerében a fejtési üreg körüli kőzetkörnyezetre hárul a teherviselés jelentős hányada. A bizto- 50 sító szerkezetre háruló részt nevezzük kőzetnyomásnak, amely a rendszer mindkét elemének, így a kőzetnek és a biztosító szerkezetnek a mechanikai tulajdon-, ságaitól is függ, de az is nyilvánvaló, hogy a teherviselésben jelentősen nagyobb szerepet játszó kőzetkömye- 55 zet mechanikai állapotának térbeli és időbeli változása a kőzetnyomást (azaz az adott biztosító szerkezet igénybevételeit) döntően befolyásolja. A felsorolt intézkedésekre való felkészüléshez és azok foganatosításához azonban jelentős idő szükséges. 60 Amennyiben a kőzetnyomás gyorsan és jelentősen változik, az előbb felsorolt vagy más intézkedések végrehajtására nincs idő, legfeljebb csak az üregben tartózkodók kimenekítésére lehet gondolni. Mindezekből az következik, hogy amennyiben kedvezőtlen kőzetviszonyok között gyors változások várhatók, akkor a kőzetkömyezet mechanikai állapotváltozását előre jelezni élet- és vagyonbiztonsági szempontból egyaránt elengedhetetlenül szükséges. A 2/173.904 lajstromszámú GB szabadalmi leírás természetes szénhidrogén tároló kőzetek ún. tároló-paramétereinek, nevezetesen a permeabilitás és a tárolás tényező meghatározására szolgáló kútvizsgálati módszer egy továbbfejlesztett változatát ismerteti. Lényege, hogy előbb a fúrásból próbatermelést végeznek, majd a próbatermelés megszüntetése után mérik az eredeti nyomás visszaállásának folyamatát a tárolóban. A mérési eredményeket log-log diagramban ábrázolt görbék segítségével értékelik ki. A szabadalmi leírás a kiértékelés egy fejlettebb változatát mutatja be dimenzió nélküli paramétereket használva. A megoldás ugyan kétségtelenül alkalmas a fúrólyuk környezeti paramétereinek meghatározására, azonban hátránya, hogy megbontja a fúrólyukban lévő természetes állapotot, miáltal egy később bekövetkezendő természeti veszélyhelyzet előrejelzésére nem képes. Á kőzetnyomás viszonyok kedveződen változásának előrejelzésére az alábbi módszereket alkalmazzák:- a kőzetkömyezet mikrotöréses alakváltozásai akusztikus hullámokat keltenek, amelyek erre alkalmas mikrofonokkal lehallgathatók. Az akusztikus emisszió felerősödéséből és bizonyos jel típusok megjelenéséből, gyakoriságából a múltbeli akusztikus jelek és kőzetnyomás jelenségek korrelációja alapján bizonyos valószínűséggel a kőzetnyomás kedvezőtlen változása előre jelezhető. Ez a módszer azonban csak kemény kőzetekben alkalmazható. Hátránya az is, hogy a gépesített bányászat termelő tevékenységének akusztikus emissziója a kőzetállapot változás által keltett kis zajokat elnyomja,- az előrejelzési módszerek másik csoportja azon alapul, hogy a kőzet egyes fizikai jellemzői a kőzetfeszültségi állapottól is függenek. így pl. az akusztikus hullámok terjedési sebessége is változik a kőzetfeszültség függvényében. A változást mérik, és érzékelik oly módon, hogy a kőzeltest egyes pontjain mesterségesen akusztikus impulzusokat keltenek, egy másik ponton pedig a beérkezést regisztrálják. Ez az eljárás is csak olyan kemény kőzetben alkalmazható eredményesen, ahol az akusztikus energia diszperziója kicsi,- a kőzelfeszültségi állapotváltozás érzékelésére lehetőséget ad a kőzet dielektromos paraméterének a meghatározása is. Ez a módszer csak nagyszilárdságú és nem vizes kőzetkömyezetbcn használható, mivel a kőzet dielektromos állandója a kőzet víztartalmától sokkal jobban függ, mint a kőzet feszültségi állapotától. 2
