Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Дырдин В. В.

Исследованы деформации основной кровли вблизи забоя очистной выработки с учетом вращающего момента, возникающего от зависающего над выработанным пространством участка основной кровли и действующего на краевую зону угольного пласта и вмещающих пород. Рассчитаны форма изгиба участка основной кровли, зависающей над выработанным пространством, а также профиль деформации основной кровли в краевой зоне угольного пласта впереди забоя очистной выработки. Показано, что впереди зоны концентрации напряжений может возникать зона, в которой смещения основной кровли направлены вверх, т. е. противоположны смещениям зависающего конца основной кровли, что обусловлено вращающим моментом сил. Возникает зона разгрузки, в которой наряду с другими факторами, такими как газоемкость и местная нарушенность угольного пласта, возможно формирование «газового мешка» – зоны с повышенной вероятностью развития опасных газодинамических явлений. Приведенные оценки позволяют определить положение данного участка, а также величину дополнительной разгрузки в нем.

Изучен вопрос разложения метастабильных соединений метана, влияющих на формирование внезапных выбросов угля и газа в угольных пластах. Найдена зависимость давления метана в растущей трещине с учетом разложения газовых гидратов. Установлено, что необходимый для ускоряющегося развития трещины уровень газового давления может поддерживаться только за счет разложения метастабильных соединений метана – газовых гидратов, существующих в порах природного угля. Получены закономерности изменения давления внутри образовавшейся трещины. При росте трещины давление газа внутри нее падает, далее рост должен прекратиться, но распад газовых гидратов, содержащихся внутри трещины, способствует ее прорастанию. Объясняется механизм процесса зарождения выбросоопасных ситуаций и образования «бешеной муки» в процессе выброса, что соответствует представлениям акад. С. А. Христиановича о механизме зарождения волны выброса.

Рассматривается гипотеза формирования выбросоопасных ситуаций с участием кристаллогидратов природного газа. Скорость диссоциации газовых гидратов сопоставляется со скоростью «волны дробления». Предложен механизм изменения физических параметров в выбросоопасной зоне. Оценивается возможность возникновения выбросоопасных ситуаций с учетом процессов десорбции газа и диссоциации газовых гидратов.

Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать изменение скорости фильтрации газа, полученного вследствие диссоциации кристаллогидратов, через границу угольного пласта с выработкой от времени и количества воздуха, необходимого для дегазации призабойного пространства.

Приводятся результаты аналитических и экспериментальных исследований по оценке влияния переменных динамических воздействий на процессы фильтрации жидкости в угольном пласте.

Предложена математическая модель изменения газового давления и скорости фильтрации газа из призабойной части угольного пласта при диссоциации твердых растворов природного газа по типу газовых гидратов. Рассмотрено два случая: первый – коэффициент проницаемости угольного пласта постоянный, второй – коэффициент проницаемости угольного пласта зависит от расстояния до забоя выработки. Определено, что интенсивность газовыделения за промежуток времени, равный 10 с, ниже в случае переменного коэффициента проницаемости угольного пласта. Также оценено полное время разгазирования выработки. Требуется в два раза больше времени для разгазирования выработки при изменяющемся коэффициенте проницаемости угольного пласта, чем при постоянном.

Представлены результаты экспериментального исследования возможности образования в угле газового гидрата как одной из форм связи метана с угольной матрицей в условиях, близких к природным условиям залегания угольного пласта. Для этого была получена зависимость изменения давления газообразного метана над природным углем при медленном изменении температуры. При температуре 280 К и давлении 5,0 МПа получен характерный скачок давления, вызванный разложением газогидратов метана в угольных порах. Рассчитан объем выделившегося газа в пересчете на нормальные условия и получено, что в гидратообразовании участвовало около 37 % влаги. Оценена возможная роль газовых гидратов в формировании выбросоопасных ситуаций и внезапных выбросов.