Аналіз стану сучасного прогнозу газовиділення на виїмкових дільницях антрацитових шахт та забезпечення безпеки ведення гірничих робіт. Встановлення ступеню впливу метаморфізму вугілля на вид залежності газовиділення від інтенсивності його видобутку.
Аннотация к работе
Міністерство вугільної промисловості України Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловостіРобота виконана в Державному Макіївському науково-дослідному інституті з безпеки робіт у гірничій промисловості Міністерства вугільної промисловості України (МАКНДІ) і Донбаському державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України (ДОНДТУ). Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Антощенко Микола Іванович, Донбаський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, с.н.с. Греков Святослав Павлович, науково-дослідний інститут гірничорятувальної справи та пожежної безпеки (НДІГС “Респіратор”) Міністерства вугільної промисловості України (м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державного Макіївського науково-дослідного інституту з безпеки робіт у гірничій промисловості за адресою: 86108, м.При загальному зниженні видобутку вугілля в Донбасі, на жаль, не припинилися аварії, що повязані з вибухами газу у вугільних шахтах. У результаті цих катастроф травмовано 1239 чоловік, через вибухи газу 970 чоловік (78,3% від загальної чисельності травмованих), у тому числі смертельно травмовано всього 881 чоловік, а через вибухи газу - 710 чоловік (73,2%). Аналіз літературних джерел і практика ведення гірничих робіт показують, що сучасний прогноз газовиділення на виїмкових дільницях вугільних шахт, у тому числі й антрацитових, не враховує газовиділення із суміжних лав; дотепер відсутні теоретичні та експериментальні дослідження динаміки газовиділення з вироблених просторів експлуатованих і відпрацьованих виїмкових дільниць. Метою дисертаційної роботи є виявлення закономірностей динаміки газовиділення при розвитку очисних робіт, що викликані зрушуванням гірських порід та інтенсивністю видобутку вугілля, які можуть бути використані для удосконалювання прогнозу газовиділення на виїмкових дільницях антрацитових шахт та забезпечення безпеки ведення гірничих робіт. Предмет дослідження - особливості та характеристики процесу газовиділення, що викликані розвитком очисних робіт у межах виїмкової дільниці й всього шахтного поля, які можуть бути використані для удосконалювання прогнозу метановиділення у вугільних шахтах.Здійснив аналіз існуючого прогнозу газовиділення з обліком природної і залишкової газоносності вугілля й порід виявлено невідповідність прийнятих рішень практиці ведення гірничих робіт і встановлено, що при прогнозі газовиділення на діючій виїмковій дільниці не враховується вплив ступеню розвитку очисних робіт на формування газового балансу виїмкових дільниць. На підставі теоретичних положень про залежність газовиділення в гірничі виробки і дегазаційні свердловини від параметрів зрушування підпрацьованих порід, а також результатів шахтних експериментів, розроблено модель зміни газовиділення від його початкового до максимального значень при віддаленні очисного вибою від розрізної печі. Представлення сполучених схем збільшення газовиділення у часі (а) і розвитку процесу зрушування порід (б) при віддаленні очисного вибою від розрізної печі: 0 - початок відліку часу та лінійного розміру виробленого простору після проведення розрізної печі; 1, 2, 3, 4 - положення очисного вибою відповідно до початку очисних робіт, початку зрушування земної поверхні, досягнення максимальної підпрацьованості порід і після утворення плоского дна мульди зрушування на земній поверхні; 5 - підготовча виробка, з якої пробурено дегазаційні свердловини (6) до зближеного підпрацьованого пласту (7); 8, 9, 10 - вертикальні перерізи мульд зрушування земної поверхні, відповідно до положень вибою 2, 3, 4; д0 - граничний кут зрушування порід і земної поверхні; ш", ш - кути повних зрушувань, відповідно до положення очисного вибою (2) і наступному його віддаленні від розрізної печі; m - потужність пласта, що розробляється; Н - глибина ведення очисних робіт; htp - висота поширення вертикальних і горизонтальних тріщин; з2, з3 - максимальне зрушування земної поверхні відповідно до перебування очисного вибою в положенні 2 і 3; з0 - глибина плоского дна мульди зрушування земної поверхні (з0 = з3); тн - період часу між закінченням проведення розрізної печі та початком очисних робіт; Дт - період часу між початком очисних робіт і газовиділенням у дегазаційні свердловини; tm - час досягнення максимального газовиділення з підпрацьованих пластів і порід; Ів.н. При такому відході очисного вибою від розрізної печі та наявності газопровідних тріщин можна чекати газовиділення в дегазаційні свердловини незалежно від відстані між газозабірними частинами свердловин і пластом, що розробляється. Наприклад, для конкретних гірничогеологічних умов можна прогнозувати газовиділення у виробки і свердловини, якщо будуть відомі наступні залежності: ?t = ?1(lmin),(1) tm = ?2(lmax),(2) де lmin, lmax - відстань між очисним вибоєм і розрізною піччю відповідно при досягненні зрушування земної поверхні (з2=15 мм) й утворенні плоского дна мульди зрушув