Фізико-технічні основи управління газовиділенням на виймальних ділянках високопродуктивних вугільних шахт - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ГЕОТЕХНІЧНОЇ МЕХАНІКИ ІМ. М.С. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукНауковий консультант: доктор технічних наук, професор Звягільський Юхим Леонідович, Верховна Рада України, народний депутат (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук Анциферов Андрій Вадимович, Український державний науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки та маркшейдерської справи (УКРНДМІ) НАН України, директор (м. доктор технічних наук, професор Бондаренко Володимир Ілліч, Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедрою (м. доктор технічних наук Ревва Володимир Миколайович, інститут фізики гірничих процесів НАН України, провідний науковий співробітник Захист відбудеться "28 "вересня 2007 р. о 13.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.188.01 при Інституті геотехнічної механіки ім.Збільшення обсягів і темпів видобутку вугілля в умовах зростання глибини розробки, посилення метановості вугільних пластів та вміщуючих порід потребують забезпечення безпеки праці гірників на виймальних ділянках шляхом вдосконалення систем її вентиляції та дегазації. Вони розраховані на розробку родовищ на невеликих (~ 600 м) глибинах з навантаженням на лаву до 1000 т/добу, що не враховує ефекти збільшення з глибиною обсягів метановиділення та перерозподілу його у виробках виймальної ділянки, що має особливе значення для забезпечення газової безпеки на вугільних шахтах при високій інтенсивності видобутку вугілля. Схеми та способи повинні враховувати динамічність розвитку вентиляційної та дегазаційної систем; такий підхід у гірничій науці та практиці ще тільки започатковується, тому розробка фізико-технічних основ управління газовиділенням на вугільних шахтах, які розробляють газонасичені вугільні пласти високонавантаженими лавами на великих глибинах, є актуальною науковою проблемою, що має важливе значення для вугільної галузі. Метою роботи є розробка схем та способів керування процесами газовиділення під час розробки вугільних родовищ на великих глибинах високонавантаженими лавами, чим буде забезпечена газова безпека виймальних ділянок та максимальне витягання і каптаж газу метану. Каптажна виробка, проведена по раніш виробленому простору суміжної лави, використовується як парний штрек і забезпечує постійний режим провітрювання виймальної ділянки завдяки перерозподілу метановиділення під дією депресії вентиляційного потоку, не дозволяючи перетоку та поверненню газу до вентиляційної виробки, чим ліквідує приріст газовиділення з виробленого простору на виймальну ділянку та дозволяє використати скорочені до 100-150 м відстані між збійками, необхідними для відведення по ним вихідного струменя при комбінованій схемі 1-К на вироблений простір з метою його ізоляції.Ними вивчався газовий баланс виймальних ділянок, внаслідок чого сформувалося уявлення про те, що його основною складовою частиною найчастіше є газовиділення з пластів-супутників, і досить рідко - газовиділення з пласта, який розроблюється. Підвищення кількості повітря на виймальній ділянці супроводжується зменшенням обсягів метанового шару, винесенням частини його у вентиляційну виробку та тимчасовим збільшенням вмісту метану у вихідному вентиляційному струмені. Час протікання процесу зрушування масиву гірських порід та фільтрації газу у його околі; завдяки прямому врахуванню часу процесів руйнування та фільтрації зявляється можливість урахування швидкості посування лави, яка, як відомо, чинить найбільш суттєвий вплив на процеси динамічних зрушень та фільтрації. Як геомеханічна модель для вивчення динаміки обвалення покрівлі прийнята модель, яка враховує довільну конфігурацію вироблених просторів у тримірному просторі та забезпечує можливість явного посування очисного вибою з заданою швидкістю, величина якої суттєво визначає висоту обвалень та зависання підробленої товщі. Таке рівняння враховує головні фактори та закони фільтрації метану навколо діючого очисного вибою, а саме: залежність процесу фільтрації від часу та швидкості посування очисного вибою, залежність проникності масиву від часу та його анізотропії, що обумовлено анізотропією масиву гірських порід та тривимірним характером руху газу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ