Круковський О.П., Круковська В.В. Напружений стан і фільтраційна проникність бар'єрних ціликів поблизу ізольованої пожежної дільниці

НАПРУЖЕНИЙ СТАН І ФІЛЬТРАЦІЙНА ПРОНИКНІСТЬ БАР'ЄРНИХ ЦІЛИКІВ ПОБЛИЗУ ІЗОЛЬОВАНОЇ ПОЖЕЖНОЇ ДІЛЬНИЦІ

Круковський О.П., Круковська В.В.

Автори:

Круковський О.П., член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук (ІГТМ НАН України)

Круковська В.В., доктор технічних наук, старший науковий співробітник (ІГТМ НАН України)

УДК 622.267.5

Мова: Російська

Анотація.

Під час пожеж у вугільних шахтах різко змінюється склад атмосфери: знижується вміст кисню і збільшується вміст діоксиду вуглецю, оксиду вуглецю, водню та інших газів. Згідно з нормативними вимогами очисні роботи поблизу пожежної дільниці необхідно вести з залишенням бар'єрних ціликів. Розрахунок їх ширини необхідно виконувати виходячи з двох умов - забезпечення стійкості і газової непроникності. Метою роботи є дослідження фільтраційної проникності вуглепородного масиву з ізольованою ділянкою діючої підготовчої виробки і бар'єрним цілком в залежності від його напруженого стану.Розроблено кінцево-елементні моделі вуглепородного масиву з гірничими виробками, між якими залишені бар'єрні цілики різної ширини. Із застосуванням методу кінцевих елементів виконано розрахунок полів напружень та областей непружних деформацій для 3 випадків: ширина цілика між виробками складає 20, 30 і 40 м. З використанням результатів геомеханічних розрахунків розраховані поля коефіцієнтів проникності, розподілу тиску і витрати газу в досліджуваній області. Побудовано графіки зміни проникності ціликів.Показано, що при ширині цілика 20 м області фільтрації навколо ізольованого простору і діючої виробки пов'язані і по вугільному пласту, і по вміщуючих породах. При певному значенні перепаду тиску можлива фільтрація пожежних газів з ізольованого простору в діючу виробку. При ширині цілика 30 м області фільтрації навколо ізольованого простору і діючої виробки практично не пов'язані, між ними знаходиться непроникна зона. В цьому випадку фільтрація газу через бар'єрний цілик малоймовірна. При ширині цілика 40 м протяжність непроникною перемички збільшується.

Ключові слова:

напружений стан, фільтраційна проникність, пожежні гази, бар’єрний цілик.

Список літератури:

1. Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ «Покровское» / С.П. Минеев, В.Н. Кочерга, А.С. Янжула и др. / Геотехническая механика. Днепр: ИГТМ НАН Украины, 2017. № 133. С. 148-157.

2. Numerical modeling of stress-dependent permeability / M. Bai, F. Meng, D. Elsworth et al.: ISRM International Symposium 36th U.S. Rock Mechanics Symposium / International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 1997. № 34:3-4. Р. 2.e1-2.e14.

3. Permeability characterization for modeling methane flow in coal seams. / S. Durucan, T.S. Daltaban, J.Q. Shi, L. Foley / Proceedings of the International Coalbed Methane Symposium. – Tuscaloosa, Alabama, 1993.  Р. 453-460.

4. Булат А.Ф., Круковская В.В. Компьютерное моделирование фильтрации метана в подработанном горном массиве в трехмерной постановке / Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины, 2005. № 57. С. 3-12.

5. Круковская В.В. Моделирование связанных процессов, происходящих в углепородном массиве при ведении горных работ / Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины, 2015.  № 121. С. 48-99.

6. Zienkiewicz O.C. The finite element method / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor. – Butterworth-Heinemann, 2000. Т. 1.  690 p.

7. Hutton D.V. Fundamentals of Finite Element Analysis. – McGraw-Hill, 2004. 505 p.

Про авторів:

Круковський Олександр Петрович, член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, заступник директора інституту з наукової роботи, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, 
 Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 .
Круковська Вікторія Вікторівна, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник відділу управління динамічними проявами гірського тиску, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, 
 Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 .