Исследование эффективности виброимпульсного воздействия на газоносные и выбросоопасные пласты с целью предотвращения газодинамических явлений

• Автор: Артемьев, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Основные научные положения, защищаемые в диссертации, и их новизна
Практическая ценность работы
1. АНАЛИЗ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И СПОСОБОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА

1.1. Распространение внезапных выбросов угля и газа в основных
УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
разработки выбросоопасных пластов в Восточном Донбассе
1.2. Применяемые способы предотвращения внезапных выбросов угля и газа в угольных шахтах
1.3. Анализ способов виброволновой обработки выбросоопасного массива
1.4. Задачи и методы исследований
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВИБРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УГОЛЬНО-ПОРОДНЫЙ МАССИВ
2.1. Теоретические предпосылки способа виброимпульсной обработки угольно-породного массива
2.2. Выбор и обоснование источника импульсов высокого давления
2.3. Методика виброимпульсного воздействия на угольно-породный массив
2.3.1. Определение резонансных частот
2.3.2. Определение положения спектрального максимума одиночного импульса ПГН
2.3.3. Выбор параметров воздействия
2.4. Методы контроля эффективности виброимпульсной обработки массива. 61 Выводы
3. ГОРНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАКЦИИ ВЫБРОСООПАСНОГО ПЛАСТА НА ВИБРОИМПУЛЬСНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

3.1. Выбор и оборудование участков горно-экспериментальных работ

3.2. Определение параметров пневмогидравлических источников импульсов ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ПГИ) для проведения экспериментов
3.3. Технология и режимы виброимпульсного воздействия (ВИВ) на ПРИЗАБОЙНУЮ ЧАСТЬ МАССИВА
3.3.1. Результаты определения резонансных частот
3.3.2. Определение радиуса действия сейсмоприемника
3.3.3. Установление параметров виброимпульсного воздействия
3.3.4. Результаты виброимпульсного воздействия на призабойную часть
массива
3.4. Исследование напряженно-деформированного состояния и
ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ
3.4.1. Изменение сейсмоакустического отклика массива на взрывание в
результате виброимпульсного воздействия
3.4.2. Результаты измерений поинтервального газовыделения из шпуров в
процессе виброимпульсного воздействия
3.4.3. Изменение концентрации метана по АКМ при проходке уклона СВ в
результате виброимпульсного воздействия
Выводы
4. УСТАНОВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИБРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЧАСТЬ УГОЛЬНО-ПОРОДНОГО МАССИВА С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ЕГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
4.1. Определение положения спектрального максимума одиночного ИМПУЛЬСА ПГИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕГО мощности И ГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ
4.2. Оценка акустических свойств массива
4.3. Изменение зоны предельно-напряженного состояния при
ВИБРОИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
4.4. Динамика газовыделения при проходке выработки СВ с применением ВИБРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
4.5. Влияние виброимпульсного воздействия на характер разрушения массива ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ

4.6. Оценка радиуса виброймпульсного воздействия и установление его
ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЧАСТЬ ПЛАСТА В ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ
ВЫРАБОТКЕ
Выводы
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СПОСОБА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА ПУТЕМ ВИБРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВМЕЩАЮЩИЕ УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ ПОРОДЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
5.1. Выбор оборудования и контрольно-измерительной техники
5.1.1. Источники импульсов
5.1.2. Насосные станции [34, 56]
5.1.3. Буровые станки [55]
5.1.4. Контрольно-измерительная техника
5.2. Технология выполнения способа и параметры ВИВ на угольно-породный
МАССИВ
5.2.1. Технология выполнения работ
5.2.2. Параметры виброймпульсного воздействия
5.2.3. Требования к месту проведения работ
5.3. Оценка эффективности способа
5.4. Требования по технике безопасности при выполнении способа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

усовершенствованных и созданием новых способов обработки угольнопородного массива.
Одним из новых перспективных способов предотвращения внезапных выбросов является виброимпульсное воздействие на угольно-породный массив [38,48,73].
Такое воздействие приводит к разупрочнению и дегазации призабойной части угольного пласта, в результате происходит уменьшение и смещение максимума опорного давления вглубь массива, увеличение зоны отжима и, как следствие, разрядка опасной ситуации. Кроме того, этот способ может быть успешно использован для интенсификации дегазации и нагнетания воды в угольный пласт, потому что в процессе виброобработки происходит образование и раскрытие новых трещин, которые многократно увеличивают проницаемость угля и вмещающих пород для газов и жидкостей.
1.3. Анализ способов виброволновой обработки выбросоопасного массива.
Искусственное невзрывное воздействие на породный массив низкочастотными сейсмическими волнами практически не применялось, что связано с отсутствием техники возбуждения таких вибраций, а также с широко распространенными представлениями о том, что слабое сейсмическое поле не способно существенно изменить проницаемость коллектора и вязкость флюидов [28,49].
Цикл исследований, проводимых с начала 80-х годов в Институте Физики Земли АН СССР, связанных в основном с интенсификацией добычи нефти и газа, показал, что внешние воздействия в виде механических колебаний могут играть роль спускового механизма, в результате чего запасенная в массиве энергия освобождается в виде сейсмических колебаний