Details

Parent Category: Геотехнічна механіка, 2019

Geoteh. meh. 2019, 144, 199-208

https://doi.org/10.15407/geotm2019.144.199

Оценка параметров гидрогеомеханического влияния очистных работ на аварийную дегазационную скважину

¹Садовенко И.А., ¹Тимощук В.И., ¹Загриценко А.Н., ¹Деревягина Н.И.

¹Национальный технический университет «Днепровская политехника»

УДК 622.831:838.5

Язык: Русский

Аннотация.

В работе обоснованы параметры безопасного гидрогеомеханического влияния очистных работ на аварийную дегазационную скважину с учётом механизма движения водопесчаной смеси в дегазационную сбойку. Использованы результаты аналитических решений, физического моделирования и опытно-промышленного эксперимента. Трансцендентное аналитическое соотношение найдено между шириной раскрывшейся трещины в скважине, функцией напора воды и коэффициентом фильтрации песка, при котором сохраняется устойчивость контакта «трещина-песок». Эти данные подтверждены масштабным экспериментом на шахтном поле, а переход в критическую фазу движения водопесчаной смеси в горную выработку исследован на физической модели с многократной фиксацией фазы самоторможения конуса выплыва.

Для оценки гидрогеомеханического состояния породного массива в зоне проектируемого защитного целика вокруг дегазационной скважины использована численная геомеханическая модель, реализованная на базе метода конечных элементов в упруго-пластической постановке. Установлено, что проникающая способность водонасыщенного бучакского песка тормозится при раскрытости трещин с относительной деформацией массива до 0,01 (эквивалентно 10-ти кратностям подработки), а сдвиговые горизонтальные деформации на порядок меньше зафиксированных геофизическими данными непосредственно после аварии. Отработка лавы со стороны поля смежной шахты более активно влияет на опасное сечение «бучакский песок-карбон». Отсутствие превышения достигнутых уровней деформаций их критических величин e = 0,003-0,005, как на контуре  аварийной скважины, так и в целом в границах защитного целика, свидетельствует о сохранении целостности породной толщи слоёв на контакте «бучак-карбон», а также тампонажного материала в затрубном пространстве аварийной скважины. В условиях развития деформаций ползучести отмечается некоторое «смягчение» перемещений по контуру дегазационной скважины. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о возможности отработки лав № 126, 128, 130 ш. «Юбилейная» и 175-й лавы ш. «Степная» в пределах нормативного целика вокруг дегазационной скважины.

Ключевые слова:

водопесчаная смесь, тампонаж, геомеханическое влияние, моделирование, параметры безопасности горных работ

Список литературы:

1. Милетенко Н.А. К вопросу о прорывах воды в горные выработки. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. С. 107-111.

2. Обоснование параметров безопасного пересечения горными выработками крупноамплитудного тектонического нарушения / И.А. Садовенко и др. Уголь Украины. 2017. №3. С. 17-24.

3. Усаков С.В., Крутиков А.В., Мельник Д.Е. Обеспечение промышленной безопасности при разработке Соколовского железорудного месторождения подземным способом в условиях обводненной налегающей толщи. Проблемы недропользования. 2018. № 4. С 82-89.

4. Cocker M.D., Orris G.J. World Potash Developments. Proceedings of the 48th Annual Forum on the Geology of Industrial Minerals 2012, Phoenix, Arizona. 2013. P. 1-16.

5. Природоохранные и гидрогеомеханические аспекты оценки и использования водозащитных свойств горных пород / И.А. Садовенко и др. Известия Днепропетровского горного института. М.: Недра, 1990. С. 126-131.

6. Садовенко И.А. Расчетный метод определения раскрытости трещин расслоения в экспериментальных скважинах. Известия вузов. Горный журнал. 1991. №8. С. 16-19.

7. Экспериментальные исследования защитных свойств подрабатываемых горных пород в Западном Донбассе / И.А. Садовенко и др. Известия вузов. Горный журнал. 1990. №2. С. 3-6.

8. Садовенко И.А. Научные основы управления геофильтрационным состоянием породного массива вокруг горных выработок: дис. … докт. техн. наук: 05.15.04, 05.15.11. Днепропетровск, 1992. 288 с.

Об авторах:

Садовенко Иван Александрович, д.т.н., профессор, профессор кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина

Тимощук Василий Ипполитович, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина

Загриценко Алина Николаевна, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Деревягина Наталья Ивановна, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.