Круковская В.В., Молчанов А.Н., Калугина Н.А. Особенности математического моделирования фильтрации метана вблизи тектонических нарушений
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2015
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-124
ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ МЕТАНА ВБЛИЗИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ
Круковская В.В., Молчанов А.Н., Калугина Н.А.
Авторы:
Круковская В.В., д-р техн. наук, ст. науч. сотр. (ИГТМ НАН Украины),
Молчанов А.Н., д-р техн. наук, ст. науч. сотр.,
Калугина Н.А., канд. техн. наук, ст. науч. сотр. (ИФГП НАН Украины).
УДК 622.831.332:551.24
Язык: русский
Аннотация.
В статье рассмотрены вопросы изменения параметров фильтрации метана вблизи тектонических нарушений. Разработана математическая модель совместного протекания нестационарных связанных процессов упругопластического изменения напряженно-деформированного состояния трещиновато-пористой среды и фильтрации метана вокруг одиночной горной выработки в зоне тектонического нарушения. При этом учитывалось влияние соотношения компонент тензора главных напряжений на изменение проницаемости массива.
Приведены распределения значений давления метана вокруг горной выработки и графики изменения проницаемости угольного пласта в различные моменты времени вблизи тектонического нарушения и в ненарушенной зоне угольного пласта. Показано, что за пределами нарушенной зоны фильтрация метана протекает в квазистационарном режиме, развязывание динамических процессов не происходит. В нарушенной зоне угольного пласта газовыделение в выработку увеличивается в 1,5-6,7 раз по сравнению с газовыделением за пределами нарушенной зоны. Глубина области фильтрации метана возрастает со временем в случае, когда выработка проводится по ненарушенному угольному пласту; при динамическом протекании геомеханических и фильтрационных процессов вблизи тектонических нарушений глубина области фильтрации на фронте разрушения значительно сокращается и ее рост возобновляется только при возврате от динамического к квазистационарному режиму фильтрации.
Ключевые слова:
фильтрация метана, тектонические нарушения, газодинамический процесс.
Список литературы:
1. Бодня, Г.В. Особенности тектонических зон, опасных по внезапным выбросам угля и газа / Г.В. Бодня // Вопросы вентиляции и борьбы с газом и внезапными выбросами в угольных шахтах: науч. сообщ. – М. .: / Ин-т горного дела им. А.А. Скочинского, 1977. – С. 88-92.
2. Numerical simulation for propa gation characteristics of shock wave and gas flow induced by outburst intensity / A. Zhou, K. Wang, L. Wang and other // International Journal of Mining Science and Technology. – 2015. – № 25. – Р. 107-112.
3. Numerical Analyses of the Major Parameters Affecting the Initiation of Outbursts of Coal and Gas / X. Sheng, Y. Liang, W. Yucang, X. Jun // Rock Mechanics and Rock Engineering. – 2014. – № 47. – Р. 1505-1510.
4. Numerical investigation of coal and gas outbursts in underground collieries / T. Xu, C.A. Tang, T.H. Yang and other // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences.– 2006. – № 43. – P. 905-919.
5. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. – М.: Мир, 1975. – 542 с.
6. Круковская, В.В. Разработка метода расчета параметров процесса фильтрации метана с учетом напряженно-деформированного состояния подрабатываемого углепородного массива: дис. … канд. техн. наук : 05.15.11 : защищена 3.11.06 : утв. 14.12.06 / Круковская Виктория Викторовна. – Днепропетровск, 2006. – 134 с.
7. Лукинов, В.В. Моделирование процесса выброса угля и метана вблизи тектонических нарушений / В.В. Лукинов, А.П. Круковский, В.В. Круковская // Форум гірників-2007: Матеріали міжнародної конференції. – Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2007. – С. 63-69.
8. Круковская, В.В. Компьютерное моделирование процесса выброса угля и метана вблизи тектонических нарушений различных типов / В.В. Круковская, А.П. Круковский // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2008. – № 80. – С. 238-250.
9. Виноградов, В.В. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок / Виноградов В.В. – К.: Наукова думка, 1989. – 192 с.
10. On Rock Failure Criteria for Coal Measure Rocks / M. Gadde, J. Rusnak, J. Honse, S. Peng // Proceedings of the 26 International Conference on Ground Control in Mining. – Morgantown: WV, 2007. – Р. 361–369.
Об авторах:
Круковская Виктория Викторовна, доктор технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела управления динамическими проявлениями горного давления, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .
Молчанов Александр Николаевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заместитель директора института, Институт физики горных процессов Национальной академии наук Украины (ИФГП НАНУ), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .
Калугина Надежда Александровна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ученый секретарь института, Институт физики горных процессов Национальной академии наук Украины (ИФГП НАНУ), Днепропетровск, Украинаб Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .