Круковська В.В. Формування розвантаженої зони у вибої гірничої виробки залежно від швидкості її посування

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-138

Формування розвантаженої зони у вибої гірничої виробки залежно від швидкості її посування

Круковська В.В.

Автор:

Круковська В.В., д-р техн. наук, старший науковий співробітник (ІГТМ НАНУ)

УДК 622.267.5

Мова: Російська

Анотація.

Як показує практика, при високих швидкостях посування вибоїв підвищується ризик виникнення раптових викидів вугілля і газу. Вибираючи розрахунковим методом значення швидкості посування вибою, при якій глибина розвантаженої зони залишається на безпечному рівні, можна запобігти розв’язуванню газодинамічних процесів. Тому виконання коректних розрахунків з урахуванням фізико-механічних властивостей пласта і вміщуючих порід, параметрів виробки, технології її проведення має велике значення для забезпечення безпеки гірничих робіт.

У даній роботі виконано математичне та чисельне моделювання зв’язаних процесів деформування вуглепородного масиву і фільтрації метану з урахуванням їх взаємного впливу і зміни в часі. Умовою зв’язку між геомеханічними і фільтраційними процесами служить залежність коефіцієнтів проникності від компонент тензора напружень. Зворотній зв’язок реалізовується через облік сил, обумовлених тиском газу, в розрахунку сумарної сили, що діє на кожну точку твердого тіла. Задача розв’язується в пружно-пластичній постановці. Для математичного опису процесу переходу гірських порід в порушений стан застосовується умова міцності Кулона-Мора.

За допомогою методу скінченних елементів розв’язано задачу про зміну в часі розмірів розвантаженої області у вибої гірничої виробки з урахуванням фізико-механічних властивостей пласта і вміщуючих порід, а також параметрів виробки. Отримано розподіли значень геомеханічного параметра Q*, що характеризує різнокомпонентність поля напружень, в різні моменти часу після виїмки вугілля і породи. Визначено залежність зміни глибини разгруженной зони від швидкості посування вибою. Показано, що при збільшенні швидкості проведення виробки з 1 до 8 м/сут глибина розвантаженої області у вибої виробки скоротиться в 3,2-3,7 рази.

Ключові слова:

деформування газонасиченого масиву, швидкість посування вибою, запобігання газодинамічних процесів.

Список літератури:

  1. Підготовка і розробка високогазоносних вугільних пластів / А.Д. Рубан, В.Б. Артем'єв, B.C. Забурдяев і ін. - М .: Видавництво «Гірська книга», 2010. - 500 с.
  2. Петухов, І.М. Механізм розв'язання і протікання викидів вугілля (породи) і газу / І.М. Пєтухов, А.М. Линьков // Ос-нови теорії раптових викидів вугілля, породи і газу: зб. науч. праць ІГД ім. А.А. Скочинського. - М .: Недра, 1978. - С. 62-91.
  3. Пєтухов, І.М. Теоретичні основи боротьби з викидами вугілля, породи і газу / І.М. Пєтухов, А.М. Линьков. - Вугілля, 1975. - № 9. - С. 9-15.
  4. Чобітки, І.П. Вибір раціональної швидкості буріння свердловин в викидонебезпечних пластах / І.П. Чобітки, П.Я. Заставенко. - Вугілля України, 1971. - № 7. - С. 44-45.
  5. Безпека ведення гірничих робіт і гірничорятувальна справа / К.З. Ушаков, Н.О. Каледіна, Б.Ф. Кірін і ін. - М .: Вид-давство Московського державного гірничого університету, 2008. - 487 с.
  6. Інститут вугілля Сибірського відділення РАН: Окремий випуск Гірського інформаційно-аналітичного бюлетеня (на-уково-технічного журналу) Mining Informational And Analytical Bulletin (Scientific And Technical Journal). - M .: Видавництво «Гірська книга», 2013. - 532 с.
  7. Круковська, В.В. Метод розрахунку параметрів пов'язаних процесів деформування вуглепородного масиву і фільтрації метану / В.В. Круковська, Д.А. Круковський / Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. науч. тр. / ІГТМ НАН України. - Дніпро, 2017. - № 132. - С. 17-26.
  8. Круковська, В.В. Моделювання пов'язаних процесів, що відбуваються в вуглепородному масиві при веденні гірських робіт / В.В. Круковська / Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. науч. тр. / ІГТМ НАН України. - Дніпропетровськ, 2015. - № 121. - С. 48-99.
  9. 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.
  10.  Zienkiewicz, O.C. The finite element method / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor. - Butterworth-Heinemann, 2000. - Т. 1. - 690 p.

Про авторів:

Круковська Вікторія Вікторівна, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник відділу управління динамічними проявами гірського тиску, Інститут геотехнічної механіки ім. Н.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.