Офіційний веб сайт

Розробка і розвиток методів прогнозу газової кінетики і тепло- масопереносу у вугільних пластах з урахуванням виду їх напружено-деформованого стану

м12

Автори: Молодецкий А.В., к.т.н.,  Шажко Я.В., к.т.н., Старікова І. Г., к.т.н.,

 

Представлена  Інститутом фізики гірничих процесів НАН України.

Авторами встановлено закономірності руйнуванні і порушеності вугілля в межах переходу між напруженим станом «узагальнене стискування - узагальнений зсув».

Встановлено залежність ступеня впливу метану у вугіллі на збільшення його пружних властивостей і руйнування за механізмом узагальненого розтягування (відриву), закономірності кінетики десорбції метану з газонасиченого вугільного масиву, розташованого в перехідній зоні, від узагальненого зсуву до узагальненого розтягування.

Обґрунтовано експрес-метод визначення тиску і газоносності в привибійній зоні вугільного пласта, встановлено закономірності кінетики температурного режиму вугільного паста залежно від ступеня порушення його структури в зоні узагальненого розтягування, яка забезпечує інтенсивність щільності потоку кисню і тепловіддачі в навколишнє середовище.

Розроблено метод визначення параметрів зони граничного стану і вхідної до неї зони віджимання для використання на шахтах з пологим падінням вугільних пластів. Встановлено закономірності кінетики десорбції метану з вугілля у привибійній зоні, розроблено спосіб та засіб оцінки метаноносності вугільних пластів в привибійній зоні.

 

Кількість публікацій: 35, в т.ч. 22 статті, 11 тез  доповідей,  отримано 2 патенти. За результатами роботи розроблено 1 нормативний документ. 

Надіслати коментар

Коментарі

Сахно Іван, к.т.н., доц. ДонНТУ

Інтенсифікація видобутку вугілля в Україні стримується великим газовиділенням у виробки, активізацією проявів газодинамічних явищ, підвищенням температури порід, небезпекою самозаймання вугільних пластів. За таких умов необхідно мати достовірний прогноз зміни фізико-механічних властивостей гірничих порід поблизу гірничих виробок. Складність прогнозу фізико-механічного стану порід пов’язана з тим, що гірські породи можуть знаходитись в умовах тривісного об`ємного нерівно компонентного напруженого стану з різним співвідношенням компонент напруг, з дефектністю їх структури і неоднорідністю фізичних властивостей, а також із знаходженням в порових об’ємах флюїдів у різних фазових станах.
Робота «Розробка і розвиток методів прогнозу газової кінетики і тепло- масопереносу у вугільних пластах з урахуванням виду їх напружено-деформованого стану» присвячена актуальним питанням, має наукову новизну і прикладну значимість. Представлена робота спрямована на розв’язок важливої науково-технічної задачі.
До основних наукових результатів роботи слід віднести:
- експериментально встановлені залежності зміни механічних характеристик вугілля від різних видів напруженого стану при його руйнуванні.
- насичення вугілля водою призводить до пластифікації вугілля, гомогенізації середовища – закономірність невідповідності між видами напруженого і деформаційного стану прагне до відповідності μσ ≈ με, руйнування локалізується в одній площині і реалізується зсувний механізм руйнування. Насичення вугілля метаном призводить до окрихчування вугілля, невідповідність між μσ і με має складну закономірність, руйнування носить динамічний характер, тріщини близькі до тріщин відриву.
-обґрунтована фізична модель витікання метану із попередньо газонасичених вугільних фракцій і фракцій, витягнутих з вугільного пласта в обсяг герметичної камери, з урахуванням розмірів і об’єму фракцій вугілля, об’єму камери і тиску метану в ній, а також часу від моменту вилучення до моменту герметизації і тривалості вимірювання.
-встановлено, що тиск газу, який накопичується при його витіканні з вугільних частинок, відторгнутих від масиву, поміщених в накопичувальний контейнер, прямо пропорційний тиску газу, що міститься в незруйнованому вугільному пласті, пористості вугілля, обсягу вугільної фракції та кореню квадратному з параметра, який враховує співвідношення часу відбору фракцій до їх герметизації в контейнері і часу вимірювання процесу десорбції, і обернено пропорційно обсягу контейнера.
-отримане чисельне рішення, що дозволяє з урахуванням реальних теплофізичних характеристик вугілля і геометрії пласта прогнозувати глибину проникнення кисню в порушений вугільний масив. Встановлено, що ступінь проникнення кисню в структуру вугілля обмежується потоком десорбованого метану за рахунок зменшення коефіцієнта дифузії кисню обернено пропорційно підвищенню тиску метану.
-розроблена математична модель і чисельно вирішена система рівнянь, яка описує зміну температурного режиму вугільного пласта в часі. Доведено, що при обмеженому доступі кисню в пласт його температура завжди досягає певного стаціонарного значення на відміну від ситуації з постійною концентрацією кисню, коли може виникнути режим необмеженого зростання температури; обґрунтований критерій виникнення такого режиму.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.