Обгрунтування параметрів способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці - Автореферат

Існуюча потреба вітчизняної промисловості в коксівному та енергетичному вугіллі, а також необхідність рішення соціальних питань мешканців малих міст і селищ Центрального району Донбасу (ЦРД) роблять доцільною інтенсифікацію вуглевидобутку в цьому геолого-промисловому районі. Як показує досвід відробки крутих вугільних пластів, щитова виїмка є найбільш технологічною і безпечною серед використовуваних в даний час способів виїмки вугілля, проте її застосування не виключає необхідності використання противикидних заходів. Противикидні заходи, що застосовуються при відробці щитових лав, на жаль, або не демонструють високої надійності, або мають обмеження за гірничо-геологічними умовами використання, або значно стримують вуглевидобуток, а перспективні, які добре зарекомендували себе в умовах як пологих, так і крутих вугільних пластів заходи (такі, як зволоження вугільного пласта розчинами поверхнево-активних речовин та ін.), для умов щитової виїмки (відмінних цілою низкою особливостей формування напружено - деформованого стану привибійної зони), не мають науково - обґрунтованих ефективних параметрів використання. Метою роботи є обґрунтування параметрів способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці крутих вугільних пластів, що дозволяє збільшити безпеку ведення робіт і навантаження на очисний вибій. встановити закономірності впливу виду напруженого стану вугілля на зміну енергії активації десорбції метану та на підставі встановлених закономірностей розробити критерій оцінки ефективності гідрообробки вугільного масиву; викидонебезпечний вугілля пласт вологаПри виникненні раптових викидів вугілля і газу не тільки збільшується вартість ведення гірничих робіт за рахунок появи витрат на ліквідацію наслідків викидів, але і значно знижуються темпи вуглевидобутку. Показано, що направлена зміна фізико-механічних властивостей вугілля є передумовою для зміни НДС пласта, ступеня його викидонебезпечності, а також деяких технологічних аспектів виїмки (зокрема її інтенсивності). Проведений кількісний аналіз газодинамічних явищ в щитових лавах крутих вугільних пластів ЦРД, з якого видно, що навіть при мінімальній кількості щитових вибоїв за весь період їх використання щорічно відбувається 3-6 газодинамічних явищ, а середня інтенсивність раптових викидів вугілля складає 123 т. Встановлено, що, не дивлячись на значний накопичений досвід, способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу в щитових лавах крутих викидонебезпечних пластів, який міг би бути застосований в будь-яких гірничо-геологічних умовах і забезпечував би при цьому повну надійність, не існує. Базуючись на отриманих результатах, з метою встановлення впливу вмісту водо-метанового флюїду у вугіллі на його пружні та деформаційні характеристики була розроблена програма навантаження кубічних вугільних зразків з розміром ребер 5,5 см, за якою проведено експерименти, що моделювали НДС вугільного пласта в зоні опорного тиску від щитової лави на глибинах 1000 - 3000 м.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій отримано нове рішення актуальної наукової задачі, що включає розробку ефективних параметрів способу зволоження водними розчинами ПАР крутих вугільних пластів, при їх відпрацюванні щитовими агрегатами з метою запобігання раптовим викидам вугілля і газу та методу контролю ефективності даного зволоження, що дає можливість підвищити безпеку ведення робіт, скоротити простої щитових лав, знизити собівартість 1 т вугілля і інтенсифікувати вуглевидобуток. Способи запобігання раптовим викидам вугілля і газу, які застосовуються в даний час при відпрацюванні крутих вугільних пластів щитовими агрегатами, а також методи контролю їх ефективності не демонструють абсолютної надійності та є чинниками, які стримують інтенсифікацію процесу вуглевидобутку. Вперше встановлена можливість оцінки ступеня впливу водних розчинів ПАР на механізм руйнування вугілля за зміною енергії активації десорбції метану, що дозволило розробити метод контролю ефективності застосування способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу. Розроблені параметри способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при відпрацюванні крутих вугільних пластів щитовими агрегатами, які були апробовані на ш. ім. За наслідками роботи був розроблений нормативний документ СОУ 101.00171144.004-2004 «Запобігання раптовим викидам вугілля і газу в разі виймання крутих вугільних пластів щитовими агрегатами».

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ