Розробка параметрів гідродинамічного способу запобігання раптових викидів вугілля і газу при проведенні пластових виробок - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Розробка параметрів гідродинамічного способу запобігання раптових викидів вугілля і газу при проведенні пластових виробокРобота виконана в Інституті геотехнічної механіки Національної академії наук України (м. Науковий керівник - доктор технічних наук Софійський К. К., завідувач відділом проблем технологій підземної розробки вугільних родовищ Інституту геотехнічної механіки Національної академії наук України (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Колоколов О. В., професор кафедри підземної розробки родовищ корисних копалин Національної гірничої академії України (м. Дніпропетровськ) кандидат технічних наук Гаврилов В. І., старший науковий співробітник відділу проблем розробки родовищ на великих глибинах Інституту геотехнічної механіки Національної академії наук України (м. Захист відбудеться “_8_” _червня_ 2001 р. о 1330 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.188.01 при Інстітуті геотехнічної механіки НАН України за адресою: 49095, м.Застосування існуючих заходів боротьби з викидами призводить до значного збільшення витрат, зниження продуктивності праці і підвищення собівартості вугілля, а їх надійність і ефективність не дозволяють застосувати їх в усіх очисних і підготовчих виробках. Виконані дослідження здійснювалися в рамках науково-технічної проблеми “Розробити технологічні схеми способу пошарового руйнування напружених газонасичених середовищ при нетрадиційній гідродинамічній дії” (№№ держреєстрації 0183U341345 і №0114U042676), та програми Мінвуглепрому України “Розробити системи контролю, способи та технології управління станом крайнапружених і вибухонебезпечних гірничих порід та вугілля” (№№ держреєстрації UA01015901P і 0195U016052). Для рішення ціх задач був застосований комплекс теоретичних і експериментальних досліджень: аналіз уявлень про стан вугільного пласта і способів боротьби з раптовими викидами; математичне моделювання процесу гідродинамічного впливу, що базувалося на основних положеннях механіки суцільних середовищ; лабораторні дослідження енергії звязку робочої рідини і вугілля, що проведені на підставі непрямого методу визначення енергії звязку різноманітних видів вологи з застосуванням термографічного методу аналізу форм звязку вологи; експериментальні роботи в промислових умовах, які здійснювалися з використанням електрометричного методу визначення напруг у гірському масиві, методу поточного прогнозу викидонебезпечності по початковій швидкості газовиділення зі шпурів, методу прямого визначення пластового тиску газу і візуальних спостережень; обробка отриманих даних здійснювана з використанням методів математичної статистики. У результаті проведених досліджень вперше визначені та виносяться на захист такі наукові положення: гідродинамічний викид вугілля виробка при гідродинамічному впливі на вугільний пласт через свердловину, точка входу якої в пласт віддалена на відстань 8 - 10 м від оголеної поверхні, забезпечується переведення вугілля в невикидонебезпечний стан впродовж не менше 16 м у напрямку руху підготовчої виробки, а максимум опорного тиску в обробленій зоні зменшується за рахунок витягу вугілля, зволоження і дегазації цієї зони; запобігання раптових викидів вугілля і газу при проведенні пластової підготовчої виробки забезпечується витягом із вугільного пласта обсягу вугілля, прямо пропорційного потужності пласта, довжині вугільної частини технологічної свердловини і косинусу вертикального кута закладення цієї свердловини.Для безпечної розробки вугільних пластів, небезпечних по раптових викидах, розроблено і застосовується цілий комплекс заходів. Велика група розроблюваних способів заснована на вібраційному впливі на пласт при який провадиться обробка вугільного масиву вібраторами, встановленими у вміщуючі породи, або у свердловини, пробурені на вугільний пласт. Найбільш перспективним напрямком у створенні способів запобігання викидів вугілля і газу є використання гідродинамічного впливу на пласт через свердловини, при якому одночасно здійснюється руйнація вугілля, витяг його з масиву, дегазація і зволоження вугільного пласту. Подальший розвиток ця ідея може знайти в розробці способу запобігання викидів при проведенні виробок по викидонебезпечних вугільних пластах, але умови застосування впливу при проведенні пластових виробок суттєво відрізняються від умов його застосування під час скресання і у нижній частині щитових лав. З огляду на досвід застосування гідродинамічного впливу при скресанні крутих вугільних пластів і базуючись на особливостях фізико-механічних властивостей вугілля, на базі механіки пористих газонасичених середовищ і механіки руйнації розкрито фізичну сутність процесу впливу, що полягає в прикладенні до вільних поверхонь вугільного пласта знакозмінних навантажень, які додаючись до сил гірського тиску, чинять роботу з руйнації вільних поверхонь і утворенню більш широкої системи тріщин, сприяючи подальшому розвитку процесу впливу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ