Матеріали II-ї міжнародної науково-технічної конференції "Розвиток технічної хімії в Україні".

Приведены особенности разработки свит угольных пластов на шахтах Донецкого бассейна. Описаны физические процессы в углепородном массиве при отработке угольных пластов в свитах. Представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие влияние фактора времени на сохранение выбросоопасности в зонах повышенного горного давления (ПГД). Установлены особо опасные по газодинамическим явлениям участки по разработке свит угольных пластов. Описаны закономерности изменения опасности пластов в зонах ПГД в зависимости от удаленности источника ПГД от разрабатываемого пласта, вида створа, направления его прохода, размеров целика, глубины разработки и стадии метаморфизма угля. Приведены особенности защитного действия опережающей подработки зон ПГД, надработки и подработки пластов, опасных по обрушениям угля. Представлены способы оценки напряженного и газодинамического состояния угольных пластов в зонах ПГД в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях в зависимости от категории опасности. Разработаны основные положения по безопасной разработке угольных пластов в зонах ПГД на стадиях проектирования, текущего планирования и ведения горных работ.

Из различных способов борьбы с внезапными выбросами наиболее эффективным считается первоочередная разработка защитных пластов. На основании проведенных исследований рассмотрено влияние глубины разработки на размеры защищенных зон.

Висвітлено питання запобігання шкідливим проявам газодинамічних явищ на вугільних пластах шляхом підвищення ефективності їх захисту, особливо у разі щитової виїмки. Описано інженерні способи та методи підвищення ефективності застосування дії захисних пластів шляхом штучної дегазації зближених свердловин. Запропоновано збільшити ефективність щитової виїмки за рахунок зволоження вугільного масиву водяними розчинами поверхнево-активних речовин.

Вопрос о необходимом числе шпуров (скважин), в которых производятся измерения газовыделения, не решен научно обоснованным способом. Показано, что истинной независимой переменной, задающей объем выборки, и критические значения критерия согласия, является приемлемый риск. В случае, если для альтернативной гипотезы не конкретизирован закон распределения критерия, нет оснований, позволяющих выбрать уровень значимости.

Рассмотрены газодинамические явления в угольных шахтах, основные способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа. Даны геомеханические основы расчета зон опорного давления и защиты, методы расчета напряжений в нетронутом массиве горных пород и в зонах влияния очистных работ, включая условия многократной подработки и надработки угольных пластов. Изложены способы планировки горных работ в опасных зонах, включая выбор порядка отработки пластов в свите и рационального расположения полевых и пластовых выработок.

Сформульовано сучасну уяву про газодинамічні явища, викид вугілля (породи) і газу, розкрито природну суть, достовірність та однозначність трьох попереджувальних ознак викидів вугілля. Висвітлено теорію викидів, деякі відомості про фізико-хімічні властивості викидонебезпечного вугілля та пісковиків. На основі закономірності зв'язку викидонебезпеки з мірою метаморфізму органіки розкрито фізичну суть способу регіонального прогнозу викидонебезпеки вугільних пластів і шарів пісковиків, природу локальності даного явища. Розглянуто механізм виникнення і протікання викидів вугілля (породи) і газу як наукову основу створення способів запобігання викидам. Розкрито суть струшуючого висадження, джерела його параметрів, показано необхідність їх дотримання.

Приведен анализ состояния безопасности ведения горных работ в шахтах Донбасса на пластах, склонных к газодинамическим явлениям, к которым, согласно принятой классификации, относятся внезапные выбросы угля, породы и газа, горные удары, внезапные выдавливания, обрушения угля и прорывы метана из почвы выработок. Изложена концепция решения проблемы борьбы с этими явлениями с позиций общности природы действующих факторов и индивидуальных особенностей их проявления. Определены научно-технические задачи по созданию более эффективных, технологичных и экономически целесообразных способов и средств прогноза и предотвращения газодинамических явлений, а также мер обеспечения безопасности работающих. Приведены результаты исследований, разработки и внедрения способов и средств предотвращения внезапных выбросов угля и газа в подготовительных выработках на основе разрушения углепородного массива тонкими высоконапорными струями воды, в т.ч. с абразивными добавками, а также опережающей проходкой породной части забоя этих выработок. Установлены безопасные расстояния для дистанционного управления машинами и механизмами при работе на выбросоопасных пластах.

Приведены сведения о произошедших за последние 15 лет газодинамических явлениях при разработке в Центральном районе Донбасса выбросоопасных пластов и охарактеризовано их распределение по газодинамической активности. Изложены результаты исследований закономерностей проявлений горного давления и влияния технологических процессов на выбросоопасность, касающихся аспектов смещения боковых пород в плоскости пласта и призабойной части угольного массива, их напряженно-деформированного состояния, газовой динамики и др.

Предложено портативное (карманное) устройство, позволяющее непосредственно в забое производить прогноз выбросоопасности зон в угольных пластах по скорости газовыделения из угольного штыба, которое повышает безопасность, оперативность и ритмичность основных технологических процессов в подготовительных выработках.

Індекс рубрикатора НБУВ: И310.18

Рубрики:

Розробка пластів, схильних до раптових викидів вугілля, газу і гірських ударів

Шифр НБУВ: Ж69629 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проанализирована роль природного ацетилена как энергетического источника внезапных выбросов в угольном массиве и взрывов в рудничной атмосфере. Освещены результаты опытных работ по исследованию остаточной газовой составляющей угольных пластов шахтного поля шахты им. А.Ф.Засядько с целью выявления возможных мест формирования очагов внезапных выбросов и взрывов в рудничной атмосфере. Приведены рекомендации по безопасной отработке угля.

Рассмотрены физико-механические основы активации десорбционного процесса в угольных пластах, приведена методология ее численной оценки при нарушении равновесного состояния высокогазоносного угольного массива. Обоснованы возможности ее использования для разработки технологий, позволяющих осуществлять контролируемую дефлюидизацию массива при отработке угольных пластов, добыче шахтного газа, а также способов предотвращения газодинамических проявлений горного давления. Построена молекулярно-механическая модель микроструктуры угольного вещества. Установлено силовое поле, описывающее молекулярную структуру угля, с использованием основных принципов молекулярной механики и динамики обоснован механизм сорбционной связи метана в микропорах угля и его межпоровом пространстве. Рассмотрены особенности деформирования и деструкции микроструктуры угля в области больших и малых напряжений. Описан конформационный механизм деформирования и выполнено энергетическое оценивание конформационных перестроек микрострукры угля при ее трансформации. В зависимости от изменения микроструктуры угля различной степени метаморфизма детально исследована кинетика активации десорбционного процесса в угольном пласте. Все этапы механизма активации десорбции метана описаны в контексте причинно-следственной связи между микроструктурной трансформацией угля, изменнием физического состояния сорбированного метана и развитием в угольном пласте диффузии десорбирующего газа.

Розглянуто можливості сейсморозвідки для пошуків пасток з метаном у межах шахтних полів Донецького вугільного басейну. Описано методику та результати моделювання AVO ефекту за даними акустичного каротажу декількох свердловин Кальміуського рудника шахти ім. Засядька.

Рассмотрены возможности сейсморазведки при поисках ловушек метана шахтных полей Донецкого угольного бассейна. Описано методику и результаты моделирования AVO эффекта по данным акустического каротажа нескольких скважин Кальмиусского рудника шахты им. Засядько.

The potentialities of the seismic method for prospecting of coal-bed methane in the Donetsk coal basin are considered. A technology and some results of modeling AVO effect with the use of acoustic log data from several bore-holes are described.

Приведны результаты компьютерного моделирования перераспределения газового давления вокруг движущегося с высокой скоростью очистного забоя. Данная модель разработана с учетом нестационарности процесса фильтрации метана и анизотропии проницаемости слоистого массива горных пород. Проведено исследование фильтрации метана в трехмерном пространстве. Показано, что внешние и внутренние граничные условия изменяются синхронно с движением очистного забоя. Результаты моделирования сопоставлены с данными шахтных натурных измерений дебита газа из дегазационных скважин. Установлены новые закономерности перераспределения метана в горном массиве.

Проанализирована роль природного ацетилена как энергетического источника внезапных выбросов в угольном массиве и взрывов в рудничной атмосфере. Освещены результаты опытных работ по исследованию остаточной газовой составляющей угольных пластов шахтного поля им. А.Ф.Засядько с целью выявления мест формирования очагов выбросов и взрывов в данной атмосфере, приведены рекомендации по безопасной отработке угля.

Освещены проблемы безопасного проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами бурового и избирательного действия по выбросоопасным угольным пластам и породам. Рассмотрены основные конструкции проходческих комбайнов выпускаемых отечественной промышленностью. Изложены результаты выполненных исследований и натурных экспериментов, направленных на обоснование и разработку технологий безопасного проведения данных работ. Описаны основные технологические особенности вентиляции выработок. Рассмотрены проблемы контроля выбросоопасности в забоях выработок, проводимых проходческими комбайнами. Раскрыты особенности акустического прогноза и возможности оценки выбросоопасности по исследуемым образцам.

Освещены основные вопросы воспламенения метановоздушных смесей в дегазационных системах угольных шахт, распространения и подавления пламени в газопроводах. Рассмотрены условия эксплуатации дегазационных систем и их влияние на горение метана, а также возможность передачи воспламеняющего импульса из газопровода в горную выработку и наоборот. Приведены результаты исследований по созданию новых способов и устройств флегматизации газовых смесей, а также эффективности газообразных, жидких и порошкообразных флегматизаторов. Описаны конструкции разработанных средств локализации и тушения пламени, а также автоматических систем обнаружения и подавления взрывов в газопроводах. Показана возможность создания взрывопредотвращающей среды в горных выработках (скважинах) применением мембранных технологий газоразделения. Описаны результаты опытно-промышленных испытаний и внедрения разработанных средств и способов в угольных шахтах.

Рассмотрены статистические методы оценки защитного действия опережающей надработки выбросоопасных пластов на основе системы защитный пласт - междупластье - надрабатываемый пласт, представлены характеристики и освещены свойства элементов данной системы. Проанализирована зависимость относительной деформации от параметров надрабатываемого однородного и слоистого междупластья. Описана статистическая модель оценки защитного действия опережающей надработки выбросоопасных пластов. Приведены методические рекомендации определения эффективности защитного действия опережающей надработки пластов.

Проведен обзор условий формирования газоносности угленосных отложений Донбасса и методов ее прогноза. Рассмотрены методики лабораторных исследований газогенерационных свойств углевмещающих пород. Изложены результаты теоретического анализа процесса распространения сейсмических волн в угленосной толще, содержащей зоны вероятного скопления газа. Приведены новейшие методики полевых наблюдений и обработки информации. Осуществлен прогноз зон тектонических нарушений и повышенной газоносности углепородного массива Донецкого бассейна.