Фельдман Е.П., Калугіна Н.О., Чеснокова О.В. Вплив фільтрації газу на еволюцію магістральної тріщини при стаціонарному посуванні вибою
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-138
Вплив фільтрації газу на еволюцію магістральної тріщини при стаціонарному посуванні вибою
Фельдман Е.П., Калугіна Н.О., Чеснокова О.В.
Автори:
Фельдман Е.П., д-р фізико-математичних наук, професор, головний науковий співробітник (ІФГП НАН України)
Калугіна Н.А., д-р техн. наук, старший науковий співробітник, вчений секретар (ІФГП НАН України)
Чеснокова О.В., науковий співробітник (ІФГП НАН України)
УДК622.831: 622.537.86
Мова: Російська
Анотація.
На основі співставлення кінетики двох фізичних процесів, що одночасно відбуваються при розробці пластів газовугільних родовищ – розвантаження вугільного пласта від гірського тиску і фільтрації метану крізь вугілля встановлений критерій розв’язування спонтанного руйнування привибійної ділянки газонасиченого вугільного пласта при стаціонарному посуванні вибою. При посуванні вибою напруги, що стискують тріщини, що містяться у вугільному пласті, поступово зменшуються (розвантаження пласта), що сприяє розвитку тріщин. Одночасно відбувається скидання тиску газу в порожнинах тріщин за рахунок його фільтрації у вироблений простір, що призупиняє розвиток тріщин. Тому результат еволюції тріщин залежить від того, який з цих двох конкуруючих процесів йде швидше. Використовуючи ідею «середнього» поля (mean field approximation), замість системи тріщин розглядається одна, магістральна тріщина, яка діє на параметри навколишнього «термостата». Знайдене співвідношення включає в себе, як необхідну умову, виконання критерію Грифітса розриву матеріла газонаповненою тріщиною. Критерій дозволяє встановити роль фізичних параметрів вугільного пласта - гірського тиску, газового тиску, пружних модулів, тріщинуватості, сил зчеплення матеріалу, фільтрації метану у вугіллі і технологічних параметрів відпрацювання для безпечних за викидами умов розробки вугільного родовища. Побудована діаграма залежності швидкості посування вибою від швидкості фільтрації газу, на якій вказані небезпечний і безпечний по викиду сектори. Діаграма дозволяє вибрати економічно доцільну, і разом з тим безпечну швидкість відпрацювання пласта з урахуванням його фізико-хімічних властивостей і геотехнологічних умов відпрацювання. Матеріальні параметри, що входять в отриману нерівність, визначаються лабораторними і натурними експериментами, в тому числі і такими, що проведені в ІФГП НАН України.
Ключові слова:
тріщина, вугільний пласт, газ, фiльтрацiя, викид, тиск, розвантаження.
Список літератури:
1. Шевельов, Г. А. Динаміка викидів вугілля, породи і газу / Г.А. Шевельов. - К: Наукова думка, 1989.
2. Zhi, S. The role of gas desorption on gas outbursts in un-derground mining of coal / S. Zhi, D. Elsworth // Geomech. Geophys. Geo-energ. Geo-resour. 2016. V. 2. P. 151-171.
3. Фельдман, Е.П. Роль розвантаження і фільтрації газу в процесі розвитку магістральних тріщин у вугільному пласті / Е.П. Фельдман, Н.А. Калугіна, Т.Н. Мельник // Прикладна механіка і технічна фізика. - Новосибірськ. - 2017. - Т. 58 (1), - С. 155-164.
4. Фельдман, Е.П. Еволюція тріщин в крайовій частині вугільного пласта при його стаціонарної відпрацювання / Е.П. Фельдман, Н.А. Калугіна, О.В. Чеснокова // Min. miner. depos. 11 (2): 41-45. https://doi.org/10.15407/mining11.02.041
5. Фельдман, Е.П. Зміна тиску газу в околиці магістральної тріщини при рівномірному русі забою / Е.П. Фельдман, Н.А. Калугіна, О.В. Чеснокова // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва. - Вип 19.
Про авторів:
Фельдман Едуард Петрович, доктор фізико-математичних наук, професор, головний науковий співробітник відділу фізики вугілля і гірських порід Інституту фізики гірничих процесів Національної академії наук України (ІФГП НАН України), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Калугіна Надія Олександрівна, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, вчений секретар Інсти-тута фізики гірничих процесів Національної академії наук України (ІФГП НАН України), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Чеснокова Оксана Віталіївна, науковий співробітник відділу фізики вугілля і гірських порід Інституту фізики гірничих процесів Національної академії наук України (ІФГП НАН України), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.