авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Разработка методики прогноза выбросоопасности и управления газодинамическим режимом призабойного массива при проведении подготовительных выработок.

-- [ Страница 1 ] --


На правах рукописи

Индыло Сергей Васильевич

Разработка Методики прогноза выбросоопасности и управления газодинамическим режимом призабойного массива при проведении подготовительных выработок.

Специальность: 25.00.20 «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика

и горная теплофизика»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2008

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН

Научный руководитель: доктор технических наук Захаров Валерий Николаевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бобин Вячеслав Александрович кандидат технических наук Филин Александр Эдуардович

Ведущая организация – Федеральное государственное унитарное предприятие «Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им. А.А. Скочинского».

Защита состоится «_______» _______________2008 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 002.074.02 в Учреждении Российской академии наук - Институте проблем комплексного освоения недр РАН (УРАН ИПКОН РАН) по адресу: 111020, Москва, Крюковский тупик, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УРАН ИПКОН РАН

Автореферат разослан «____» _______________2008 г.

И.о. ученого секретаря диссертационного совета Милетенко И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Разработка газоносных и выборосоопасных угольных пластов сопровождается различного вида газопроявлениями: от обычных при выемке угля и проходке с помощью комбайнов, стругов, БВР и др. до аварийных в форме газодинамических явлений (ГДЯ). Масштабы этих проявлений (объемы разрушенного и выброшенного угля и выделившегося газа, дальность отброса) зависят от целого ряда природных и технологических факторов: газоносности, прочности, структуры и мощности угольных пластов и вмещающих пород, времени между производственными циклами по проходке и выемке угля, а также глубины их разработки и уровня энергетического воздействия на призабойный массив. Концентрация метана в шахтной атмосфере часто лимитирует скорости проведения подготовительных выработок и нагрузки на очистной забой (газовый фактор). Нередко проведение горных выработок по газоносным пластам приводит к загазированию и взрывам газа и пыли, иногда с катастрофическими последствиями.

За последние 10 лет на шахтах РФ при проведении подготовительных выработок произошло более 120 ГДЯ с выделением более 50м3 метана на 1 тонну разрушенного угля.

Из выше изложенного следует, что проблема прогноза и управления газодинамическим режимом призабойного массива при разработке газоносных и выбросоопасных шахтопластов, с использованием буровзрывных способов проведения выработок, является весьма актуальной, особенно на пластах малой и средней мощности.

Цель диссертационной работы. Разработка методики прогноза выбросоопасных зон и управления газодинамическими режимами призабойного углепородного массива, позволяющей повысить безопасность и эффективность проведения подготовительных выработок по газоносным и выбросоопасным угольным пластам.

Идея работы заключается в установлении закономерностей изменения объемов газовыделения и разрушенного угля от природных и технологических факторов и разработке на этой основе критериев прогноза выбросоопасности и управления газодинамическим режимом призабойного углепородного массива.

Задачи исследований:

  • обосновать возможность использования выделяющегося объема газа по данным аппаратуры аэрогазового контроля в качестве универсальной характеристики оценки изменения газодинамического состояния выбросоопасного призабойного углепородного массива, учитывающей природные и технологические факторы;
  • установить закономерности изменения объемов газовыделения и разрушенного угля от природных и технологических факторов;
  • разработать методику определения максимальной концентрации метана в призабойной рудничной атмосфере по данным аппаратуры контроля метана, при превышении 2,5%;
  • уточнить методику прогноза газообильности подготовительных забоев по данным аппаратуры контроля метана;
  • разработать прогнозные критерии безопасных технологических параметров проведения подготовительных выработок;
  • разработать рекомендации по снижению выбросоопасности призабойного углепородного массива и управлению газовыделением.

Методы исследований

Анализ ранее выполненных исследований по вопросам теории, прогноза и предотвращения ГДЯ и управления газовыделением, экспериментальные шахтные исследования в различных горно-геологических условиях газодинамического режима призабойного газоносного и выбросоопасного углепородного массива, привлечение методов математической статистики и теории вероятностей для обработки экспериментальных данных, проверка установленных зависимостей и критериев в шахтных условиях при проходке горных выработок.

Основные научные положения, выносимые на защиту

  • в качестве универсальных характеристик прогноза изменения газодинамического состояния и выбросоопасности призабойного углепородного массива могут использоваться эмпирические зависимости объемов газовыделения от массы разрушенного (выброшенного) угля, полученные в конкретных горно-геологических условиях;
  • фактический объем газовыделения при циклах проходки с достаточной для прогноза выбросоопасности точностью определяется по данным аппаратуры аэрогазового контроля (особенно при превышении предела 2.5%) и дебита воздуха по разработанной методике расчета максимальной концентрации метана;
  • при превышении паспортных показателей в 1,5-2,0 раза в качестве критериев оценки техногенных последствий газодинамических явлений при проходке подготовительных выработок по выбросоопасным угольным пластам следует использовать объемы газовыделения и массы разрушенного угля, рассчитанные по установленным эмпирическим зависимостям;
  • уточненная методика прогноза газообильности подготовительных выработок по данным аппаратуры аэрогазового контроля позволяет получать количественную оценку объема метана, который может выделиться в подготовительную выработку, и заблаговременно планировать профилактические противовыбросные мероприятия.

Научное значение и новизна работы.

  • установлены эмпирические зависимости объема газовыделения от массы разрушенного (выброшенного) угля для различных горно-геологических условиях проведения подготовительных выработок;
  • разработана методика определения максимальной концентрации метана по данным аппаратуры аэрогазового контроля при превышении предела в 2.5%;
  • определены и статистически обоснованы критерии оценки техногенных последствий ГДЯ;
  • уточнена методика прогноза газообильности подготовительных забоев по данным аппаратуры аэрогазового контроля.

Личный вклад автора диссертации заключается в анализе и обобщении результатов ранее выполненных исследований по вопросам управления газовыделением при проведении горных выработок, определении цели и постановке задач исследования, в разработке методики исследований, в организации, руководстве и личном участии в проведении и обработке результатов шахтных экспериментов, в разработке и внедрении рекомендаций по снижению выбросоопасности призабойного углепородного массива и управлению газовыделением при проведении горных выработок.

Обоснованность и достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается:

  • соответствием выводов и рекомендаций современным представлением о причинах и механизме газодинамических явлений;
  • высокой статистической оценкой тесноты связей, установленных зависимостей;
  • представительным объемом шахтных экспериментов, охватывающих тысячи циклов проходки, в 19 подготовительных забоях 5-ти шахт, с общим подвиганием более 3300 метров;
  • доверительной вероятностью установленных критериев с надежностью более 0.95;
  • положительными результатами шахтных испытаний.

Практическая ценность результатов исследований заключается в:

  • установлении критериев оценки техногенных последствий ГДЯ на основе полученных эмпирических зависимостей объема газовыделения и массы разрушенного (выброшенного) угля;
  • разработке методики определения максимальной концентрации метана по данным аппаратуры аэрогазового контроля, при превышении предела в 2.5%.
  • уточнении методики прогноза газообильности подготовительных забоев по данным аппаратуры аэрогазового контроля;
  • разработке и внедрении рекомендаций по снижению выбросоопасности и управлению газовыделением при проведении горных выработок.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на научном семинаре Отделения рудничной аэрологии (2001 г) и ученом совете ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Скочинского; на региональной секции комиссии по борьбе с внезапными выбросами по Восточному Донбассу (2001 г.), на научных симпозиумах «Неделя горняка» МГГУ (2002-2007 г.г.). На НТС ЗАО УК «Гуковуголь» (2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ в издательствах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 126 страницах машинописного текста, включает 35 рисунков, 24 таблицы и список литературы из 96 наименований.

Основное содержание работы.

В первой главе представлен обзор горно-геологических условий разработки выбросоопасных угольных шахтопластов в основных месторождениях Российской Федерации и Донецко-Гундаревского района Восточного Донбасса. Дан анализ применяемых способов прогноза и предотвращения газодинамических явлений. Приведена формулировка задач научных исследований.

Основополагающий вклад в развитие теории и практики разработки газоносных угольных пластов, опасных по газодинамическим явлениям, внесли академик А.А. Скочинский, профессора Г.Д. Лидин, А.С. Авершин, В.В. Ходот, Л.Н. Быков, А.М. Карпов, И.В. Бобров, И.М. Печук, их ученики и последователи.

За научно-методическую основу исследований, выполненных в диссертационной работе, приняты положения, разработанные А.А. Скочинским о том, что выбросоопасность угольных шахтопластов обусловлена комплексным взаимодействием горного давления, содержащегося в угле газа, физико-механических характеристик и структуры угля, законов гравитации (на пластах крутого падения).

К настоящему времени на шахтах основных угольных месторождений мира произошло более 30000 внезапных выбросов угля и газа, начиная с глубины 60 м и более от поверхности.

На шахтах Российской Федерации впервые внезапные выбросы угля и газа зарегистрированы: в Сучанском месторождении (Приморье) в 1927 году, в Кузбассе – 1943 год, Егоршино – 1944 год, Воркута – 1950 год, Восточный Донбасс – 1958 год.

Первое внезапное самопроизвольное разрушение угля в Восточном Донбассе произошло 5 марта 1958 года в забое откаточного штрека №102, пласта К2н «Лисий» шахты «Западная» ОАО «Гуковуголь» на горизонте 325 м. С этого периода на шахтах района зарегистрировано 182 газодинамических явления.

Распределение ГДЯ по видам и шахтам ОАО «Гуковуголь», приведена в табл. 1, а горно-геологическая характеристика шахтопластов, склонных к газодинамическим явлениям в табл. 2.

Таблица 1. Газодинамические явления, произошедшие на шахтах ОАО «Гуковуголь» до 01.2007 г.

Шахта Пласт Внезапные выбросы Выбросы при сотрясательном взрывании Внезапный отжим с повышенным газовыделением Внезапные высыпания с повышенным газовыделением Внезапные выдавливания с повышенным газовыделением Всего газодинамических явлений
Западная К2Н 5 2 1 1 - 9
i3 11 1 - - 13 25
Центральная i3 16 17 - 2 17 52
i2 1 49 - - 13 63
Изваринская К2Н 5 - - 1 1 7
i3 8 9 - 3 3 20
Донецкая К2Н 1 1 1 - - 3
На пластах К2Н 6 3 2 2 1 14
i'3 32 27 - 5 33 97
i2 9 49 - - 13 71
Итого: 47 79 2 7 47 182


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.