Обґрунтування способів профілактики самозаймання вугілля в зонах геологічних порушень, що розкриті підготовчими виробками - Автореферат

Незважаючи на інтенсивний розвиток останнім часом методів прогнозування і технологій запобігання самозайманню вугілля та порід вугільних родовищ, залишається актуальною задача вдосконалення арсеналу засобів і способів профілактики ендогенних пожеж у гірничих виробках, зокрема осередки самонагрівання та самозаймання вугілля в останній час все частіше виявляють в місцях перетинання підготовчими виробками зон геологічних порушень пластів. Нерідко такі осередки горіння виникали в пластах, віднесених за результатами хімічного аналізу вугілля до числа несхильних до самозаймання. Таким чином, причина інтенсивного розігрівання вугілля криється не лише в процесі хімічної взаємодії вугілля з повітрям, але й залежить від гірничо-геологічних умов у порушеннях. Метою роботи є вдосконалення способів профілактики самозаймань вугілля на основі встановлення закономірностей формування пожежонебезпечних зон у геологічних порушеннях пластів, що розкриваються підготовчими виробками. Під час виконання дисертаційної роботи використано комплексний метод досліджень, який включає аналіз і узагальнення літературних джерел з питань методів прогнозування, виявлення та профілактики ендогенних пожеж в гірничих виробках (під час вибору та обґрунтування напрямку досліджень); шахтні спостереження структурних особливостей вугільних пластів у зонах впливу підготовчих виробок; теоретичні дослідження термодинамічних процесів, які сприяють самонагріванню вугілля; методи математичного і чисельного моделювання тепломасоперенесення в пожежонебезпечних зонах; лабораторні дослідження зміни хімічної активності вугілля під впливом антипірогенів.Перший розділ «Аналіз умов виникнення осередків самонагрівання в гірничих виробках, існуючих засобів і способів їх профілактики» присвячено обґрунтуванню актуальності роботи, аналізу умов виникнення осередків самонагрівання (ОС), існуючих засобів і способів прогнозування та профілактики ендогенних пожеж у виробках. На основі аналізу умов виникнення ОС зроблено висновок про те, що найбільша кількість пожежонебезпечних ситуацій у підготовчих виробках, що перетинають зони геологічних порушень (ЗГП), відбувається в результаті формування зони непружних деформацій і розущільнення вугілля, появи аеродинамічних звязків між порожниною виробки і пустотами у вугіллі. Крім того, під час самонагрівання вугілля створюється велика кількість твердих, рідких і газоподібних речовин, які забруднюють навколишнє середовище, тому ефективна профілактика самонагрівання вугілля є і соціальним завданням, яке дозволяє поліпшити екологічні умови. Із викладеного випливає необхідність дальших досліджень щодо особливостей структурної будови вугільного пласта в місцях перетинання геологічних порушень гірничими виробками, а також вивчення термодинамічних процесів, які відбуваються в тріщинуватому вугільному пласті, що призводять до утворення пожежонебезпечних зон (ПНЗ). Другий розділ «Дослідження умов формування осередків самозаймання вугілля в зонах геологічних порушень, що розкриті підготовчими виробками» присвячено дослідженню структурного стану вугільного пласта в місцях перетинання геологічних порушень підготовчими гірничими виробками, а також аерологічних, геомеханічних і термодинамічних процесів, які відбуваються в ньому.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій дано теоретичне обґрунтування і практичне рішення актуального науково-технічного завдання, що полягає в зниженні ендогенної пожежонебезпеки підготовчих гірничих виробок, що розкривають геологічні порушення, на основі встановлення закономірностей структурної будови порушеного пласта, що примикає до виробки, розкриття термодинамічних процесів, які відбуваються в ньому, і застосування розроблених способів запобігання самонагріванню вугілля. Виконані дослідження дозволили розширити уявлення про процес окиснення вугілля в порушених дільницях вугільних пластів, що розкриті гірничими виробками, і виявити ряд нових факторів, які сприяють формуванню осередків самонагрівання. Експериментально встановлено, що структурна будова вугільного пласта в місцях перетинання геологічних порушень підготовчими виробками характеризується поєднанням в зоні впливу виробки макротріщин і мережі мікротріщин з частотою більше 103 м-1. Ширина розкриття останніх сумірна з довжиною вільного пробігу молекул газу (10-6-10-10м), що визначає протікання ефузивних процесів в порожнинах тріщин, які супроводжуються створенням в макротріщинах областей з підвищеним вмістом кисню, і сприяє створенню пожежонебезпечних зон. Механізм формування осередків самонагрівання вугілля в ЗГП отримав дальший розвиток і був доповнений стадією ефузивних процесів, що послужило основою для розроблення методики прогнозування пожежонебезпечних зон.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ