Курносов С.А., Зеркаль В.В. Закономірності дренування газу в порушеному гірничими роботами масиві

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 148

Geoteh. meh. 2019, 148, 88-95

DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900047

Закономірності дренування газу в порушеному гірничими роботами масиві

1Курносов С.А., 2Зеркаль В.В.

1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Приватне акціонерне товариство «ДТЕК Павлоградвугілля»

УДК 622.831.325.3                                           

Мова: Англійська

Анотація .

Представлена методика розрахунку газової проникності гірського масиву в залежності від його напружено-деформованого стану. Методами шахтних експериментальних досліджень встановлено вплив видобувних робіт в суміжній лаві на інтенсивність виділення газу з раніше відпрацьованого стовпа. Встановлено вплив напружено-деформованого стану гірського масиву на ефективність дегазаційних свердловин. Отримано формули для розрахунку коефіцієнтів впливу зон статичного і динамічного опорного тиску на інтенсивність дренування газу в раніше відпрацьованому стовпі.

Дослідження закономірностей зміни напружено-деформованого стану гірського масиву в процесі ведення видобувних робіт здійснювали шахтними експериментальними методами. Експериментальні дослідження були виконані на шахті ім. О.Ф. Засядька. Тріщинуватість порід на різній відстані від виробки визначали методом електрометрії. Напружено-деформований стан масиву досліджували методом локального гідророзриву і методом свердловин. Витрати метано-повітряної суміші і дебіт метану брали за даними служби вентиляції шахти.

Встановлено механізм руйнування масиву і закономірності дренування газу:

- Сполучення раніше відпрацьованого і того, що відпрацьовується, стовпів є концентратором стаціонарного опорного тиску. Тому в раніше відпрацьованому стовпі, зі збільшенням відстані до сполучення, дебіт метану зростає за логарифмічною залежностю.

- Під впливом видобувних робіт в суміжній лаві, в масиві раніше відпрацьованого стовпа інтенсифікуються процеси утворення тріщин. Відбувається руйнування порід над сполученням стовпів. Тимчасовий опорний тиск видавлює газ з підроблених (надроблених) порід і стовпа, що відпрацьовується, в раніше відпрацьований стовп. В результаті дебіт метану зростає більш ніж в 10 разів за логарифмічною залежністю від зменшення відстані до сполучення стовпів.

- Встановлено залежності для визначення коефіцієнтів впливу зон статичного і динамічного опорного тиску на інтенсивність дренування газу. Даний коефіцієнт характеризує пропускну здатність масиву раніше відпрацьованого стовпа. Він враховує обсяг дренуючих порід і приплив метану під впливом видобувних робіт в суміжній лаві.

Ключові слова: напружено-деформований стан гірського масиву, газопроникність гірського масиву, спосіб відпрацювання вугільних пластів довгими стовпами.

Список літератури:

1. Булат А.Ф. Концептуальные особенности дегазации при отработке угольных пластов высоконагруженными лавами на больших глубинах / А.Ф. Булат, А.Т. Курносов, С.А. Курносов [и др.] // Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках. Материалы 15-й Международной научной школы им. акад. С.А. Христиановича. – ТНУ. – Симферополь, 2005. – С. 34-37.

2. Кулинич В.С. Влияние напряженного состояния на газоотдачу метаноносных горных пород / В.С. Кулинич, С.В. Кулинич // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / Ин-т геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. – Днепропетровск, 2000. – Вып. 17. – С. 152-156.

3. Круковский А.П. Учет напряженно-деформированного состояния углепородного массива при расчете фильтрации газа в зоне влияния очистной выработки / А.П. Круковский, В.В. Круковская // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / Ин-т геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. – Днепропетровск, 2004. – Вып. 50. – С. 156-164.

4. Исследование газовой проницаемости горных пород в разнокомпонентном поле сжимающих напряжений / В.С. Кулинич, В.Г. Перепелица, С.А. Курносов [и др.] // Сб. науч. трудов НГУ. – №17. – Т.1. – 2003. – С. 331-338.

5. Курносов С.А. Научно-технические принципы эффективного заложения полевой газосборной выработки / С.А. Курносов // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / Ин-т геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. –, 2011. – Вып. 95. – С. 85-90.

Про авторів

Курносов Сергей Анатольевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Зеркаль Владимир Викторович, инженер, заместитель главного инженера по производству шахтоуправления «Першотравенское» ЧАО «ДТЭК Павлоградградуголь», Павлоград, Украина.