Обґрунтування способу визначення пористості вугілля для прогнозу параметрів газовиділення - Автореферат

Задачі досліджень полягали в наступному: 1) вивчити руйнування вугільної речовини в умовах, коли деформації піддаються найбільш дрібні структурні елементи; 2) одержати дані, незалежним прямим методом вимірів; про вільний обсяг пор викопного вугілля, і кількості газу, що може міститися в ньому; 3) вивчити вплив температури на процес руйнування пористості вугілля; 4) удосконалити методику визначення часу утворення небезпечних концентрацій у гірських виробках, що пройдені по пласту. Для виконання роботи були розроблені методики обтиснення викопного вугілля високим гідростатичним тиском і методики руйнування вугілля при високому нерівнокомпонентному тиску, використані методики рентгеноструктурного аналізу, оптичної мікроскопії, диференційно-термічного аналізу, а також математичний апарат фізики руйнування і термодинаміки, математична статистика. Викопне вугілля під гідростатичним тиском поводиться як пружне тверде тіло, відновлюючи початкові розміри при розвантаженні від тиску, і не змінює структурної організації. Вперше встановлено, що вплив температури до 2000 С на процеси руйнування вугілля під тиском зводиться до інтенсифікації встановлених раніше механізмів руйнування, при температурі понад 2000 С відбувається зміна механізму руйнування, на механізм із багато більш високою енергією активації процесу, що дорівнює енергії розриву звязків. Результати визначення пористості ввійшли в стандарт підприємства «Метод визначення часу утворення в гірських виробках, пройдених по пласту, небезпечних концентрацій метану й інших вуглеводнів при пожежах з обліком сорбційних властивостей вугілля» №143/1 від 1.11.2002.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою в який подано рішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає у дослідженні впливу високого гідростатичного тиску до 2,1 ГПА на викопне вугілля, встановленні закономірностей руйнування викопного вугілля високим нерівнокомпонентним тиском до 1,4 ГПА, встановленні впливу температури на процес руйнування, визначенні сумарного об‘єму пор у вугіллі, та розрахунку на його підставі параметрів газовиділення у гірські виробки шахт. Основні наукові результати і висновки, одержані при виконанні роботи полягають у наступному: Вперше показано, що вплив високого гідростатичного тиску до 2,1 ГПА на викопне вугілля не змінює його структурних параметрів і параметрів поруватої системи. Вперше встановлено, що руйнування викопного вугілля при впливі високого негідростатичного тиску відбувається в кілька стадій при граничних тисках 0,5 ГПА, 0,75 ГПА, 1,25 ГПА, що характеризуються різними механізмами деформації. Встановлено, що вплив температури до 2000 С на процеси руйнування вугілля під тиском зводиться до інтенсифікації механізмів руйнування, що були визначені раніше, при температурі понад 2000 С відбувається зміна механізму руйнування на механізм із багато більш високою енергією активації руйнування, що дорівнює енергії розриву звязків.