Авторизация:
Логин:
Пароль:
  



АНОНС

ОБЗОР
О ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕЙСМО-ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА КАРЬЕРАХ
Применение высокоточных электронных систем инициирования скважинных зарядов в горном деле вызвало необходимость уточнения выбора параметров буровзрывных работ с учетом...

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ КРАЕВОЙ ЧАСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ОТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД



Представлены результаты исследований распределения напряжений, деформаций и проницаемости в краевой части угольного пласта вблизи длинного очистного забоя. Актуальность темы исследований состоит в недостаточной для горной практики изученности взаимодействующих процессов фильтрации газа и деформирования углеметановых пластов при их подземной разработке. Проблема управления геомеханическими и газофильтрационными процессами в массиве горных пород состоит в необходимости решения комплексной задачи обеспечения устойчивости пород в окрестности подземных выработок и дегазации отрабатываемых углеметановых пластов. Для обоснования параметров дегазации угольных пластов в окрестности забоев требуется теоретическое обобщение зависимостей проницаемости угольного пласта от напряженно-деформированного состояния угольного пласта и вмещающих пород в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях. Объектом исследований являются взаимодействующие геомеханические и газофильтрационные процессы в угольном пласте. Цель исследования состоит в выявлении закономерностей распределения коэффициента проницаемости угольного массива в краевой части угольного пласта с учетом влияния знакопеременных упругих и упругопластических вертикальных и горизонтальных деформаций угля. Решена методом конечных элементов двумерная задача теории твердого деформируемого тела с использованием в качестве исходных параметров диаграммы упругого и упругопластического деформирования при испытании угольных и породных образцов в лабораторных условиях. По результатам решения упругопластической задачи установлены зависимости проницаемости угольного пласта от напряжений и деформаций. Доказано существенное влияние на проницаемость краевой части пласта не только вертикальных, но и горизонтальных деформаций угля. Новыми результатами исследований являются выявленные закономерности распределения напряжений и деформаций в угольном пласте вблизи очистного забоя и зависимости влияния этих параметров на проницаемость угля и давления метана в краевой части пласта.

 

Для цитирования: Ширяев С. Н., Черепов А. А., Петрова О. А. Исследование зависимостей проницаемости краевой части угольного пласта от напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 9. – С. 62–71. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-62-71.

 



Номер: 9
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
УДК: 622.817.47
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-62-71
Авторы: Ширяев С. Н., Черепов А. А., Петрова О. А.

Информация об авторах:
Ширяев Сергей Николаевич (1) — первый заместитель
технического директора, e-mail: Sergey.Shiryaev2@evraz.com,
Черепов Андрей Александрович (1) — технический директор,
e-mail: Andrey.Cherepov@evraz.com,
Петрова Ольга Александровна — канд. техн. наук, старший научный сотрудник,
Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева,
Прокопьевск, e-mail: ol_petrova@mail.ru,
1) ООО «Распадская угольная компания».
Для контактов: Ширяев С.Н., e-mail: Sergey.Shiryaev2@evraz.com.

Ключевые слова:
Углеметановый пласт, шахта, очистной забой, напряжения, деформации, проницаемость, теория упругости, теория пластичности, прочность угля, пористость угля.

Библиографический список:

1.        Рубан А. Д., Артемьев В. Б., Забурдяев В. С., Захаров В. Н., Логинов А. К., Ютяев Е. П. Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов. — М.: Горная книга, 2010. — 500 с.


 


2.        Беспятов Г. А., Вылегжанин В. Н., Золотых С. С. Синергетика выбросоопасной горной среды. — Новосибирск: Наука, 1996. — 191 с.


 


3.        Колмаков В. А. Метановыделение и борьба с ним в шахтах. — М.: Недра, 1981. — 134 с.


 


4.        Поздеев И. А. Разработка и обоснование метода определения газоносности угольных пластов с учетом динамики процессов фильтрации и диффузии метана: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — Новосибирск: Институт Горного дела СО РАН, 2018. — 21 с.


 


5.        Петухов И. М., Линьков А. М., Сидоров В. С. Расчетные методы в механике горных ударов и выбросов: Справочное пособие. — М.: Недра, 1992. — 256 с.


 


6.        Шепелева С. А., Дырдин В. В., Ким Т. Д., Смирнов В. Г., Гвоздкова Т. Н. Метан и выбросоопасность угольных пластов. — Томск: Изд-во ТГУ, 2015. — 180 с.


 


7.        Качурин Н. М., Ермаков А. Ю., Вал.В. Сенкус. Аэрогазодинамика очистных и подготовительных участков при отработке мощных пологих пластов. — Кемерово: АИ Кузбассвузиздат, 2017. — 287 с.


 


8.        Шинкевич М. В., Родин Р. И. Реализация газового потенциала в процессе разрушения угля и его роль в структуризации поверхности частиц и порового пространства // Вестник КузГТУ. — 2017. — № 6. — С. 54—60.


 


9.        Штумпф Г. Г., Рыжков Ю. А., Шаламанов В. А., Петров А. И. Физико-технические свойства горных пород и углей. — М.: Недра, 1994. — 447 с.


 


10.     Фрянов В. Н., Петрова О. А., Петрова Т. В. Комплекс проблемно-ориентированных программ для моделирования формирования и распределения опасных зон в газоносном геомассиве: свидетельство о регистрации электронного ресурса. № 21123, дата регистрации 03 августа 2015 года // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов «Наука и образование». № 08—09 (75—76) август-сентябрь 2015.


 


11.     Колмаков В. А., Колмаков В. В., Мазикин В. П. О необходимости изменения существующей оценки газообильности шахт // Уголь. — 2000. — № 6. — С. 57—58.


 


12.     Черепов А. А., Павлова Л. Д. Оценка соответствия результатов численного моделирования и шахтных исследований параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Вестник КузГТУ. — 2017. — № 6. — С. 61—68.


 


13.     C. Özgen Karacan, Ricardo A. Olea. Stochastic reservoir simulation for the modeling of uncertainty in coal seam degasification // Fuel, 15 May 2015, vol. 148, pp. 87—97.


 


14.     Yanhua Zhang, Jim Underschultz, Laurent Langhi, Dirk Mallants, Julian Stran Numerical modelling of coal seam depressurization during coal seam gas production and its effect on the geomechanical stability of faults and coal beds // International Journal of Coal Geology, 1 July 2018, vol. 195, pp. 1—13.


 


15.     Feng Gao, Yi Xue, Yanan Gao, Zhizhen Zhang, Teng Teng, Xin Liang Fully coupled thermohydro-mechanical model for extraction of coal seam gas with slotted boreholes // Journal of Natural Gas Science and Engineering, April 2016, Vol. 31, pp. 226—235.


 


16.     C. Özgen Karacan. Analysis of gob gas venthole production performances for strata gas control in longwall mining // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, October 2015, vol. 79, pp. 9—18.


 


17.     Fengde Zhou, Guangqing Yao, Stephen Tyson. Impact of geological modeling processes on spatial coalbed methane resource estimation // International Journal of Coal Geology. 1 July 2015, vol. 146, pp. 14—27.


вернуться назад
Карта сайта