ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ВО ВМЕЩАЮЩИЕ ПОРОДЫ И ДИФФУЗИИ КИСЛОРОДА НА ПРОЦЕСС САМОНАГРЕВАНИЯ МЕТАНОНАСЫЩЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА : ВПЛИВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ НА ВМІЩУЮЧІ ПОРОДИ І ДИФУЗІЇ КИСНЮ НА ПРОЦЕС САМОНАГРІВАННЯ МЕТАНОНАСЫЩЕННОГО ВУГІЛЬНОГО ПЛАСТА



  • Название:
  • ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ВО ВМЕЩАЮЩИЕ ПОРОДЫ И ДИФФУЗИИ КИСЛОРОДА НА ПРОЦЕСС САМОНАГРЕВАНИЯ МЕТАНОНАСЫЩЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
  • Альтернативное название:
  • ВПЛИВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ НА ВМІЩУЮЧІ ПОРОДИ І ДИФУЗІЇ КИСНЮ НА ПРОЦЕС САМОНАГРІВАННЯ МЕТАНОНАСЫЩЕННОГО ВУГІЛЬНОГО ПЛАСТА
  • Кол-во страниц:
  • 147
  • ВУЗ:
  • ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ГОРНЫХ ПРОЦЕССОВ
  • Год защиты:
  • 2013
  • Список литературы:


  • Диссертация является законченной научно-исследовательской работой в области геотехнической и горной механики, в которой дано решение актуальной научной задачи, заключающейся в установлении закономерностей кинетики температурного режима нарушенных угольных пластов в зависимости от степени доступности в них кислорода и от коэффициентов теплоотдачи от угля в окружающие среды, определяющих склонность угольного массива к самонагреванию и самовозгоранию,  что позволило разработать методики прогноза времени самонагревания и самовозгорания угольных массивов разной степени нарушенности и отраслевой стандарт Минэнерго угля «Правила определения газоносности угольных пластов и давления метана измерителем кинетики массопереноса» (СОУ 10124647077001 2012).


    Основные научные результаты и выводы, полученные при выполнении работы, заключаются в следующем:


    1.                Существующие физико-математические теории самонагревания и самовозгорания природного угольного вещества с разной степенью вероятности прогнозируют температурный режим, обусловленный развитием эндогенного пожара в объеме разрыхленной массы угля. В то же время из-за отсутствия надежных методов определения температурного режима нарушенного, но сохранившего свою целостность угольного массива невозможно прогнозировать инкубационный период развития эндогенных пожаров.


    2.                Обоснована физико-математическая модель, описывающая пространственно-временную зависимость температуры и концентрации кислорода в угольном пласте, примыкающем к выработанному пространству. Получено численное решение, позволяющее с учетом реальных теплофизических характеристик угля и геометрии пласта прогнозировать глубину проникновения кислорода в нарушенный угольный массив.


    3.                Установлено, что степень проникновения кислорода в структуру угля ограничивается потоком десорбирующегося метана за счет уменьшения коэффициента диффузии кислорода обратно пропорционально повышению давления метана.


    4.                Разработана математическая модель и численно решена система уравнений, описывающая изменение температурного режима угольного пласта во времени. Доказано, что при ограниченном доступе кислорода в пласт его температура всегда достигает определенного стационарного значения в отличие от ситуации с постоянной концентрацией кислорода, когда может возникнуть режим неограниченного роста температуры; обоснован критерий возникновения такого режима.


    5.                Установлена зависимость критической и стационарной температуры пласта и времена ее достижения от константы скорости сорбции, пустотности пласта, давления остаточного метана, мощности пласта, коэффициента теплоотдачи во вмещающие породы и скорости потока воздуха из выработки в пласт. Сравнение стационарной температуры с критической температурой самовозгорания угля дает возможность оценить, в частности, пожароопасность целиков.


    6.                Разработана и апробирована на реальных углях и горных породах, отобранных на пластах m3, l81, k3, методика определения коэффициента теплоотдачи от угля в атмосферу и горные породы (глинистый сланец, песчаник).


    7.                Разработаны методики расчета критерия пожароопасности угольных пластов и времени их самонагревания и самовозгорания, а критерий в достаточной степени достоверно прогнозирует пожароопасность пласта, погрешность которого в определении времени его самовозгорания не превышает 15 %. Расчетный экономический эффект от внедрения разработанных методик может составить 200 тыс. грн в зависимости от условий конкретного предприятия.


    8.                Для учета степени газонасыщенности разработан и внедрен отраслевой стандарт Минэнергоугля "Правила определения газоносности угольных пластов и давления метана измерителем кинетики массопереноса" (СОУ 10.1.24647077.001.2012).


     


     






    1.                Веселовский В. С. Самовозгорание промышленных материалов / В. С. Веселовский. - М.: Недра, 1964. – 247 с.


    2.                Скочинский А. А. Рудничные пожары / А. А. Скочинский,                      В. М. Огиевский. - М.: Углетехиздат, 1954. – 387 с.


    3.                Пашковский П.С. Влияние интенсивности метановыделения из отбитого угля на инкубационный период его самовозгорания /                       П. С. Пашковский, С.П. Греков // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 119-125.


    4.                Пашковский П.С. Влияние десорбции в угольном скоплении на инкубационный период его самовозгорания / П.С. Пашковский, С.П. Греков, И.Н. Зинченко // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 92-105.


    5.                Пашковский П.С. Природа критической температуры самовозгорания угля / П.С. Пашковский, Б.И. Кошовский, В.Ф. Липницкий // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 153-158.


    6.                Веселовский В. С. Физические основы самовозгорания угля и руд / В. С. Веселовский, Л. П. Виноградова, Г. Л. Орлеанская. - М.: Наука, 1972. -197 с.


    7.                Саранчук В. И. Теоретические основы самовозгорания угля /                  В. И. Саранчук, Х. А. Баев. - М. Недра, 1976. – 205 с.


    8.                Альперович В. Я. Инкубационный период самовозгорания углей / В. Я. Альперович, Г. И. Чунту, П. С. Пашковский // Безопасность труда в промышленности. – 1973. - № 9. – С. 43-44.


    9.                Ландау Л. Д. Теоретическая физика. Т. V. Статистическая физика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – М.: Физматлит, 2002. – 616 с.


    10.           Греков С. П. Расчет параметров тепло- и массообмена в самонагревающемся угольном скоплении / С. П. Греков, И. Н. Зинченко // Горноспасательное дело: сб. научн. тр. – 2007. - Вып.44. - С. 26-33.




    13.           Линденау Н. И. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров на угольных шахтах / Н. И. Линденау, В. М. Маевская,        В. Ф. Крылов. - М.: Недра, 1977. - 320 с.










    22.           Михеев Г. Ф. Обнаружение самовозгорания угля на ранней стадии / Г. Ф. Михеев. - М.: Углетехиздат, 1951. – 100 с.


    23.           Каледин Н. В. Влияние хемосорбции кислорода углем на развитие очага самонагревания / Н. В. Каледин, А. Е. Калюсский, С. П. Греков, Н. В. Карягина // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 82-86.


    24.           Калюсский А. Е. Влияние динамики хемосорбции кислорода углями на их склонность к самовозгоранию / А. Е. Калюсский, Б. И. Кошовский // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 74-82.


    25.           Греков С. П. Влияние параметров окисления угля и его фракционного состава на самонагревание в скоплении / С. П. Греков, В. К. Костенко, Б. И. Кошовский, О. Э. Толкачев // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 63-74.


    26.           Пашковский П. С. Определение склонности углей к самовозгоранию / П. С. Пашковский, С. П. Греков, Я. Я. Цыганкевич, И. А. Шайтан // Горноспасательное дело: сб. научн. тр. НИИГД. – Донецк, 2000. - С. 10-16.


    27.           Кошовский Б. И. Неизотермическая кинетика гетерогенного окисления ископаемых углей кислородом воздуха и их самонагревания /                Б. И. Кошовский, Н. А. Березовский, Я. Я. Цыганкевич // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 209-224.


    28.           Чумак Л. С. Метод прогноза эндогенной пожароопасности выемочного участка в процессе ведения горных работ / Л. С. Чумак,                В. Ю. Пудрик // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 401-409.


    29.           Чунту Г. И. Склонность углей к самовозгоранию и ее прогноз /               Г. И. Чунту, В. Я. Альперович // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 348-354.


    30.           Альперович В. Я. Определение опасности самовозгорания угля / В. Я. Альперович, Г. И. Чунту, П. С. Пашковский, Б. И. Кошовский // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 355-358.


    31.           Альперович В. Я. О стадиях развития эндогенного пожара /                    В. Я. Альперович, П. С. Пашковский, А. Е. Калюсский, Б. И. Кошовский // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 529-533.


    32.           Альперович В. Я. Совершенствование метода обнаружения ранних стадий самовозгорания и самонагревания углей по непредельным углеводородам / В. Я. Альперович, П. С. Пашковский, Б. И. Кошовский,   О. С. Загоруйко // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 559-564.


    33.           Пашковский П. С. Прогноз и предупреждение самовозгорания угля в глубоких шахтах / П. С. Пашковский, Н. В. Каледин, А. Ф. Перцев // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 574-581.


    34.           Пашковский П. С. Закономерности изменения эндогенной пожароопасности в краевых частях угольного массива в подготовительных выработках / П. С. Пашковский, В. В. Петров // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 409-415.



    36.           Мюллер Р. Подавление эндогенного пожара в выработанном пространстве инертизацией атмосферы азотом / Р. Мюллер // Глюкауф. - 1976. -N 2. - С. 26-34.


    .



    іка, 1990. - 176 с.



    41.           Ярцев В. А. Роль влагообмена в тепловом балансе самовозгорающегося угля / В. А. Ярцев, В. Н. Долганов // Известия вузов. Горный журнал. - 1970. – N 7. - С. 75-78.


    1971. - Vol. 64. - No.7. - P. 707.







    48.           Долганов В. Н. Роль влагообмена в тепловом балансе самонагревания угля / В. Н. Долганов, В. А. Ярцев // Известия вузов. Горный журнал. - 1970. - № 9. - С. 35-38.






    И. Влияние влаги на развитие самовозгорания угля /              О. И. Чернов, Л. П. Белавенцев, В. А. Скрицкий // Безопасность труда в промышленности. -1982. - № 5. - С. 34-36.


    54.           Греков С. П. Метод определения инкубационного периода самовозгорания угля с учетом влажности и газоносности пласта / С. П. Греков, А. А. Всякий, И. Г. Старикова // Вести Донецкого горного института. – 2012. - № 1. - С. 207-216.



    56.           Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники / Н. В. Кельцев. - М.: Химия, 1984. - 590 с.


    57.           Тында Г. Б. Влияние метаноносности пластов и интенсивности выделения метана из отторгнутого от массива угля на опасность самовозгорания / Г. Б. Тында // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 105-118.


    58.           Альперович В. Я. Контроль температур в очагах пожаров по соотношениям концентраций этилена и ацетилена в газах / В. Я. Альперович, Б. И. Кошовский, Г. И. Чунту, П. С. Пашковский // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 551-554.


    59.           Греков С. П. Зависимость химической активности углей от остаточной газоносности и продолжительности окисления / С. П. Греков,            И. Н. Зинченко, И. А. Шайтан, Г. Б. Тында, Е. А. Головченко // Актуальные вопросы борьбы с самовозгоранием угля: сб. науч. тр. – Донецк: ЧП «Арпи», 2012. – С. 87-92.


    60.           Веселовский В. С. Методическое руководство по прогнозу самовозгорания пластов в зависимости от их газонасыщенности / В. С. Веселовский, Л. П. Виноградова. - М., 1973. – с. 25.


    іка. - 1991.- 248 с.


    62.           Alexeev A. D., Alternation of methane pressuare in closed pores of fossil coals / A. D. Alexeev, E. P. Feldman, T. A. Vasilenko // Fuel. – 2000. – 79. - N. 8. - P. 939-943.


    63.           Лидин Г. Л. Газообильность каменноугольных шахт центрального региона Донецкого бассейна / Г. Л. Лидин, А. Т. Айруни // Газообильность угольных шахт СССР. – М., 1963. - Т. 3. – С. 57-78.


    64.           Терпогосова Е. А. Торможение метаном процесса окисления углей / Е. А. Терпогосова // Химия твердого топлива. - 1971. - N 5.- С. 55-57.


    В. И. Окисление и самовозгорание твердого топлива / В. И. Саранчук, Д. Д. Русчев, В. К. Семененко и др. – Киев: Наук. думка. - 1994. – 264 с.


    66.           Bradecki W. Zastosowanie azotu w stanie gazowym do zwalczanie samozapalen wegla w zrobach acian w kopalni Sosnica / W. Bradecki,                               K. Matuszewski, H. Nowak // Prz. gorn. - 1987. - No 43. - Nr. 7-10.


    В. П. Исследование геологических свойств воздушно-механической пены / В. П. Чарков, Г. М. Шецер, Ю. Ф. Булгаков // Горючесть веществ и химические средства пожаротушения: сб. науч. трудов Всесоюзного научно-исследовательского института пожарной обороны (ВНИИПО). - М., 1979. - С. 26-29.


    68.           Roszkowski J. Wplyw czynnikow gorniczo-technicznych na powstani pozarow endogenicznych w swietle badan statystycznych /                   J. Roszkowski // Arch.Gorn. - 1963. - T. 8. - Nr. 3. – 320 S.


    69.           Леонов И. Ф. О вероятностной оценке пожароопасности шахт /               И. Ф. Леонов // Безопасность труда в пром-сти. - 1972. - N 2. - С.35-36.


    70.           Пашковский П. С. Локальный прогноз эндогенной пожароопасности выемочного участка в процессе ведения горных работ /               П. С. Пашковский, И. А. Шайтан, И. Н. Коваль // Уголь Украины. - 1992. - N 11.- С. 17-19.


    .


    предприятиях Минуглепрома СССР за 1986-1990 годы (обзор) // - Макеевка: МакНИИ, 1991. – 91 с.





    .







    .


    Донецк: Донбасс, 1982. - 120 с.


    84.           Александров В. А. Пожаробезопасная разработка мощных пологих пластов угля / В. А. Александров, А. И. Югай // Уголь. - 1980. - N 5. - С. 42-43.


    85.           Каледин Н. В. Предупреждение эндогенных пожаров на шахтах при щитовой выемке угля / Н. В. Каледин, П. С. Пашковский,                 В. М. Кравец // Уголь Украины. - 1984. - N 4. - С. 9-10.


    іка, 1981. - 182 с.




    - №10 (88). – С. 22-28.


    90.           Хорольский В. Т. Возрастание эндогенной пожароопасности с освоением глубоких горизонтов / В. Т. Хорольский, С. Я. Мерайс,             Е. П. Лысенко // Горноспасательное дело. НИИГД. – Донецк, 1991. - С.-131-133


    .


    ковский, В. Я. Альперович // Уголь Украины. - 1982. - N 5. - С. 39-40.



    науч. тр. ВостНИИ. – Кемерово. - 1979. - Т.31. - С. 134-137.


    .



    97.             A. Vyhodnoceni inertizfce zavalu porubu 138202 dulnsho zfvodu Lazy v Orlove / A. Adamus, V. Voracek, Z. Hanak // Uhli-rudy geologicky pruzkum, 2003. – No 1. – S 12-18.



    99.           Крикунов Г. Н. О критических размерах скоплений самовозгорающихся материалов / Г. Н. Крикунов, А. М. Зайцев // Известия вузов. Горный журн. - 1977. - N8. - С. 45-48.


    100.      Козлюк А. И. Борьба с самовозгоранием угля на шахтах /                       А. И. Козлюк, Н. В. Каледин, Г. И. Чунту. - Донецк: Донбасс, 1982. – 120 с.


    101.      Венгеров Р. И. Теплофизика шахт и рудников. Мат. модели /        Р. И. Венгеров. – Донецк: Норд-пресс, 2008. – Т. 1. – 632 с.


    102.      Костенко В. К. Влияние на кинетику окисления угля его фракционного состава и концентрации кислорода / В. К. Костенко, Б. И. Кошовский, Е. Л. Завьялова // Горноспасательное дело: сб. научн. тр. НИИГД. – Донецк, 1999. – С. 104-109.


    103.      Глузберг Е. И. Теоретические основы прогноза и профилактики шахтных эндогенных пожаров / Е. И. Глузберг. - М.: Недра, 1986. – 161 с.


    104.      Франк-Каменецкий Д. Д. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д. Д. Франк-Каменецкий. - М.: Наука, 1967. - 386 с.


    105.     

  • Стоимость доставки:
  • 200.00 грн


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины


ПОСЛЕДНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Малахова, Татьяна Николаевна Совершенствование механизма экологизации производственной сферы экономики на основе повышения инвестиционной привлекательности: на примере Саратовской области
Искандаров Хофиз Хакимович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОТИВАЦИОННОГО МЕХАНИЗМА КАДРОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АГРАРНОГО СЕКТОРА ЭКОНОМИКИ (на материалах Республики Таджикистан)
Дамм, Екатерина Вячеславовна Совершенствование отраслевого управления птицеводческим подкомплексом региона: на материалах Новосибирской области
Черненький, Андрей Владимирович Совершенствование оценки качества деятельности организаций научно-образовательного комплекса
Новикова, Анастасия Юрьевна Совершенствование планирования в цепях поставок вертикально-интегрированных компаний: на примере компаний золотодобывающей промышленности