Садовенко И.А., Тимощук В.И., Загриценко А.Н., Деревягина Н.И. Оценка параметров гидрогеомеханического влияния очистных работ на аварийную дегазационную скважину
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
- Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 144
Geoteh. meh. 2019, 144, 199-208
https://doi.org/10.15407/geotm2019.144.199
Оценка параметров гидрогеомеханического влияния очистных работ на аварийную дегазационную скважину
1Садовенко И.А., 1Тимощук В.И., 1Загриценко А.Н., 1Деревягина Н.И.
1Национальный технический университет «Днепровская политехника»
УДК 622.831:838.5
Язык: Русский
Аннотация.
В работе обоснованы параметры безопасного гидрогеомеханического влияния очистных работ на аварийную дегазационную скважину с учётом механизма движения водопесчаной смеси в дегазационную сбойку. Использованы результаты аналитических решений, физического моделирования и опытно-промышленного эксперимента. Трансцендентное аналитическое соотношение найдено между шириной раскрывшейся трещины в скважине, функцией напора воды и коэффициентом фильтрации песка, при котором сохраняется устойчивость контакта «трещина-песок». Эти данные подтверждены масштабным экспериментом на шахтном поле, а переход в критическую фазу движения водопесчаной смеси в горную выработку исследован на физической модели с многократной фиксацией фазы самоторможения конуса выплыва.
Для оценки гидрогеомеханического состояния породного массива в зоне проектируемого защитного целика вокруг дегазационной скважины использована численная геомеханическая модель, реализованная на базе метода конечных элементов в упруго-пластической постановке. Установлено, что проникающая способность водонасыщенного бучакского песка тормозится при раскрытости трещин с относительной деформацией массива до 0,01 (эквивалентно 10-ти кратностям подработки), а сдвиговые горизонтальные деформации на порядок меньше зафиксированных геофизическими данными непосредственно после аварии. Отработка лавы со стороны поля смежной шахты более активно влияет на опасное сечение «бучакский песок-карбон». Отсутствие превышения достигнутых уровней деформаций их критических величин e = 0,003-0,005, как на контуре аварийной скважины, так и в целом в границах защитного целика, свидетельствует о сохранении целостности породной толщи слоёв на контакте «бучак-карбон», а также тампонажного материала в затрубном пространстве аварийной скважины. В условиях развития деформаций ползучести отмечается некоторое «смягчение» перемещений по контуру дегазационной скважины. Результаты проведённых исследований свидетельствуют о возможности отработки лав № 126, 128, 130 ш. «Юбилейная» и 175-й лавы ш. «Степная» в пределах нормативного целика вокруг дегазационной скважины.
Ключевые слова:
водопесчаная смесь, тампонаж, геомеханическое влияние, моделирование, параметры безопасности горных работ
Список литературы:
1. Милетенко Н.А. К вопросу о прорывах воды в горные выработки. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. С. 107-111.
2. Обоснование параметров безопасного пересечения горными выработками крупноамплитудного тектонического нарушения / И.А. Садовенко и др. Уголь Украины. 2017. №3. С. 17-24.
3. Усаков С.В., Крутиков А.В., Мельник Д.Е. Обеспечение промышленной безопасности при разработке Соколовского железорудного месторождения подземным способом в условиях обводненной налегающей толщи. Проблемы недропользования. 2018. № 4. С 82-89.
4. Cocker M.D., Orris G.J. World Potash Developments. Proceedings of the 48th Annual Forum on the Geology of Industrial Minerals 2012, Phoenix, Arizona. 2013. P. 1-16.
5. Природоохранные и гидрогеомеханические аспекты оценки и использования водозащитных свойств горных пород / И.А. Садовенко и др. Известия Днепропетровского горного института. М.: Недра, 1990. С. 126-131.
6. Садовенко И.А. Расчетный метод определения раскрытости трещин расслоения в экспериментальных скважинах. Известия вузов. Горный журнал. 1991. №8. С. 16-19.
7. Экспериментальные исследования защитных свойств подрабатываемых горных пород в Западном Донбассе / И.А. Садовенко и др. Известия вузов. Горный журнал. 1990. №2. С. 3-6.
8. Садовенко И.А. Научные основы управления геофильтрационным состоянием породного массива вокруг горных выработок: дис. … докт. техн. наук: 05.15.04, 05.15.11. Днепропетровск, 1992. 288 с.
Об авторах:
Садовенко Иван Александрович, д.т.н., профессор, профессор кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина
Тимощук Василий Ипполитович, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина
Загриценко Алина Николаевна, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Деревягина Наталья Ивановна, к.т.н., доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии Национального технического университета «Днепровская политехника» (НТУ «ДП»), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.