Волошина Наталія Ігорівна. Обґрунтування параметрів способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці

Короткий опис

Волошина Наталія Ігорівна. Обґрунтування параметрів способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці : Дис... канд. наук: 05.15.09 - 2009.

Волошина Н.І. Обґрунтування параметрів способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 Геотехнічна і гірнича механіка. Інститут фізики гірничих процесів НАН України, Донецьк, 2008.
Дисертація присвячена питанням запобігання раптовим викидам вугілля і газу в щитових лавах крутих вугільних пластів Центрального району Донбасу.
Встановлено, що збільшення кількості сорбованої вологи у вугіллі призводить до зменшення модуля спаду вугілля, що характеризує ступінь викидонебезпечності вугільного масиву. Обґрунтовані параметри способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці крутих вугільних пластів, що включає нагнітання у вугільний пласт водного розчину поверхнево-активних речовин. Встановлено, що зміна напружено-деформованого стану привибійної частини вугільного пласта від узагальненого стиснення до узагальненого розтягування призводить до зміни енергії активації десорбції метану і характеризує ступінь викидонебезпечності. Розроблено критерій оцінки ефективності противикидних заходів, заснований на зміні енергії активації десорбції метану з вугільного пласта. На основі виконаних досліджень розроблено нормативний документ «Запобігання раптовим викидам вугілля і газу при щитовій виїмці крутих вугільних пластів».

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій отримано нове рішення актуальної наукової задачі, що включає розробку ефективних параметрів способу зволоження водними розчинами ПАР крутих вугільних пластів, при їх відпрацюванні щитовими агрегатами з метою запобігання раптовим викидам вугілля і газу та методу контролю ефективності даного зволоження, що дає можливість підвищити безпеку ведення робіт, скоротити простої щитових лав, знизити собівартість 1 т вугілля і інтенсифікувати вуглевидобуток.
Основні наукові результати і висновки, отримані при виконанні роботи, полягають в наступному:
1. Способи запобігання раптовим викидам вугілля і газу, які застосовуються в даний час при відпрацюванні крутих вугільних пластів щитовими агрегатами, а також методи контролю їх ефективності не демонструють абсолютної надійності та є чинниками, які стримують інтенсифікацію процесу вуглевидобутку.
2. Максимальний коефіцієнт концентрації напружень в зоні опорного тиску при роботі щитової лави, яка не має поряд відпрацьованих виїмкових полів, змінюється від 1,3 до 2,0. Наявність поряд з відпрацьовуваною ділянкою раніше відпрацьованих збільшує концентрацію напружень у 2,1 2,4 рази. В зонах ПГТ відбувається приріст концентрації в 1,5-1,9 рази.
3. Встановлено, що в привибійній частині щитової лави із вмістом адсорбованої вологи у вугіллі в середньому 0,7 % напружений стан змінюється з узагальненого стиснення на узагальнене розтягування, а при 1,8 % - з узагальненого стиснення на узагальнений зсув.
4. Встановлено, що при збільшенні вмісту у вугіллі адсорбованої вологи в середньому від 0,7 до 1,8 % відбувається зменшення в 2,3 рази його модуля спаду при розвантаженні.
5. Встановлено, що енергія активації десорбції метану з вугілля істотним чином залежить від зміни виду напружено-деформованого
стану привибійної частини вугільного пласта від узагальненого стиснення до узагальненого розтягування, яка забезпечує умови переходу закритих пор в тріщини.
6. Вперше встановлена можливість оцінки ступеня впливу водних розчинів ПАР на механізм руйнування вугілля за зміною енергії активації десорбції метану, що дозволило розробити метод контролю ефективності застосування способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу.
7. Розроблені параметри способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу при відпрацюванні крутих вугільних пластів щитовими агрегатами, які були апробовані на ш. ім. Ф.Е. Дзержинського ДП «Дзержинськвугілля».
8. За наслідками роботи був розроблений нормативний документ СОУ 101.00171144.004-2004 «Запобігання раптовим викидам вугілля і газу в разі виймання крутих вугільних пластів щитовими агрегатами».
9. Розрахунковий економічний ефект від впровадження способу запобігання раптовим викидам вугілля і газу складає 251 тис. грн./рік по одному щитовому вибою в умовах ш. ім. Ф.Е. Дзержинського ДП «Дзержинськвугілля».