Обоснование параметров горно-технической системы шахты при комплексном извлечении угля и метана в условиях Ерунаковского месторождения

• Автор: Лейсле, Артем Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1Л Современное состояние угольной отрасли россии и особенности проектирования и отработки угольных пластов Кузбасса
1.2 Технологические схемы отработки угольных пластов на современных шахтах Кузбасса
1.3 Роль газового фактора в снижении нагрузки на очистной забой и используемые технологии дегазации угленосного массива
1.4 Анализ проектно-нормативной базы по вопросам вентиляции, управления газовыделением на выемочных участках и шахтопластах в целом

1.5 Анализ опыта добычи и проблем, связанных с метаном угольных пластов

1.6 Разработка концепции решения проблемы метанобезопасности при работе высокопроизводительных очистных забоев и прогнозная оценка области использования различных технологий комплексного извлечения метана и отработки угольных пластов

Выводы по главе 1. Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2 ВЫБОР МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЙ ГЕОМЕХАНО-ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗРАБОТКЕ ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ДОБЫЧИ МЕТАНА
2.1 Обзор геологических и горно-технических ситуаций на шахтных полях кузбассса

2.2 Анализ аналитических, экспериментальных и экспериментальноаналитических методов исследования механических и газодинамических процессов, протекающих в массиве горных пород
2.2.1 Выбор методов исследования синергетики механических и газодинамических свойств углевмещающего массива
2.2.2 Анализ факторов, определяющих газодинамические свойства углевмещающих массивов
2.3 Анализ технологической и экономической эффективности различных технологических схем извлечения метана
2.3.1 Анализ эффективности добычи газа из вмещающих пород
2.3.2 Оценка эффективности предварительной дегазации
2.3.3 Извлечение метана из разгруженного от горного давления углегазоносного массива вертикальными скважинами
2.3.4 Добыча метана из закрытых шахт
2.3.5 Анализ применения схем извлечение метана скважинами, пробуренными из горных выработок
2.4 Анализ опыта комплексной дегазации на современных шахтах Кузбасса
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МГП И ИХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
3.1 Построение горно-геомеханических моделей при различных технологических схемах извлечения метана для оценки параметров ндс ответственных элементов массива
3.2 Построение горно-геомеханических моделей и расчетных схем для моделирования ндс мгп в пределах выемочного участка
3.3 Обоснование механических характеристик различных элементов мгп в рассматриваемых ггм
3.4 Моделирование ндс углевмещающего мгп на базе разработанных ггм(рс) и анализ результатов моделирования
3.6 Оценка влияния напряженного состояния мгп на его газодинамические свойства
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОПУТНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА И ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1 Оценка функциональной зависимости механических состояний массива от параметров (геометрических и временных) технологических
схем дегазации и отработки угольных месторождений
4.2 Разработка методических аспектов синергетики ндс и газодинамики угольных пластов
4.3 Разработка рациональных технологических схем предварительной и попутной дегазации угольных пластов и обоснование параметров таких технологий
Выводы по главе
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИКЛАДНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Разработка алгоритма принятия решений при проектировании предварительной дегазации (комплексного использования) шахтопластов
5.2 Разработка методики расчета параметров дегазации источников метановыделения (надрабатываемый массив, разрабатываемый пласт, подрабатываемый массив)

стране нет единой концепции проектирования «дегазационных» систем. Пилотные работы были проведены под патронажем ОАО «Газпром», однако оценка эффективности используемой технологии не является «положительной». В соответствии с программой развития угольной отрасли объем добычи шахтного метана в ближайшее время должен «сдвинуться с мертвой точки» и к 2030 году достичь 35*50 млрд.м3. Прогноз динамики наращивания добычи метана в Кузбассе представлен на рисунке 1.14.
83 700 млрд куб. м метана
4ШС РОССИИ

сосредоюмвмо вугипьмых бассейнах России

Зырянским
таймырский
Печорский г ВОЛО«М1П№&и
Иркукиий
Кузбасс
13 100 млрд куб
Рисунок 1.13 - Запасы угольного метана по угольным бассейнам РФ
Как отмечалось выше, рассматриваемые месторождения Кузбасса характеризуются сравнительно благоприятными горно-геологическими условиями залегания пластов, что обуславливает значительные нагрузки на очистные забои, однако повсеместно прослеживается тенденция увеличения глубины горных работ, при этом основной причиной, сдерживающей нагрузку на очистной забой, является так называемый «газовый» фактор. Так по оценкам специалистов [104, 107] доля ограничения производительности очистного
оборудования по газовому фактору в действующих лавах составляет 13-15 %, при нагрузках 1200-1500 т/сут достигает 35 %, а для высокопроизводительных очистных забоев может значительно превышать указанные значения, поэтому такое оборудование до настоящего времени не использовалось на высокогазоносных участках месторождений.