Разработка рекомендаций по совершенствованию методов прогноза выбросоопасности угольных пластов Донбасса на стадии геологоразведочных работ с учетом структурных характеристик углей

• Автор: Беликов, Виктор Васильевич
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 220 c. : ил. + Прил.(86 с. : ил.)

I. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Значение и основные требования к прогнозу выброооопасности угольных пластов при геологоразведочных работах
1.2. Анализ существующих методов прогноза выбре-соопасности угольных пладтов на стадии геологоразведочных работ

1.3. Цель работы, задачи исследования и методы их решения

П. Теоретические и экспериментальные предпосылки; выбора показателей прогноза выброооопаоности угольных пластов при геологоразведочных работах

2.1. Современные представления о природе и механизме

выбросов угля и газа

2.2. Геологические характеристики выбросоопасных угольных пластов

2.3. Современные представления о механизме разрушения твердых тел

2.4. Рабочая гипотеза о взаимосвязи структурных характеристик углей о выброооопасноотью угольных плаотов
2.5. Выводы
Ш. Методика исследования структурных характеристик углей
3.1. Методика определения парамагнитных характеристик углей;
3.2. Методика определения диэлектрических характеристик углей
3.3. Методика определения рентгеноструктурных характеристик углей
3.4. Выводы

24:

44:

ЗУ. Изменение структурных характеристик углей по мере приближения к зонам выбросоопасных и невыбросоопаоных геологических нарушений.
4.1. Краткая характеристика объектов исследования
4.2. Изменение химического состава и степени метаморфизма углей.
4.3. Изменение парамагнитных характеристик углей
4.4. Изменение диэлектрических характеристик углей
4.5. Изменение рентгеноструктурных характеристик углей.
4.6. Проверка надежности использования структурных характеристик углей для прогноза выбросоопасных зон
4.7. Выводы
У. Исследование взаимосвязи между структурными характеристиками углей различной степени выбросоопаоности, степенью метаморфизма и генетичеоким типом углей
5.1. Исследование взаимосвязи между отруктурными характеристиками и степенью метаморфизма углей
5.2. Исследование взаимосвязи между структурными характеристиками и генетичеоким типом углей
Выводы
У1. Совершенствование методов прогноза выбросоопаснос-ти пластов Донбасса на стадии геологоразведочных работ: с учетом структурных характеристик углей
6.1. Анализ информативности и выбор отруктурных характеристик углей для прогноза выбросоопаоности угольных пластов
6.2. Разработка рекомендаций по совершенствованию нормативных методов прогноза выбросоопаоности угольных плаотов при геологоразведочных работах
6.2.1. Рексыендации по совершенствованию метода МакНИРЕ
6.2.2. Рекомендации по совершенствованию метода ЙГД им. А.А.Скочинского
6.3. Опытно-промышленная проверка усовершенствованного метода ИГД им. А.А.Скочинского при прогнозе выбро-ооопасности угольных пластов Донбасса на стадии геологоразведочных работ
6.4. Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

Актуальность работы. Решениями ХХУ1 съезда КПСС [1-3] в XI пятилетке перед угольной промышленностью СССР ставится задача повысить эффективность производства и улучшить условия труда горнорабочих.
Практика разработки угольных месторождений Донбасса показывает, что на безопасность и эффективность труда горняков существенное влияние оказывает склонность угольных пластов к проявлению внезапных выбросов угля и газа. Негативное влияние фактора выброооопасности на безопасность труда горнорабочих и технико-экономические показатели работы шахт можно значительно уменьшить при правильном выборе основных проектных решений (охемы вскрытия, Способа подготовки, системы разработки, порядка отработки и группирования пластов, технологии проведения выработок и выемки угля), что возможно только при наличии надежной предварительной оценки потенциальной выбросоопаоности угольных пластов.
В 1973-1975 гг. различными организациями был разработан ряд методов прогноза выбросоопаоности угольных пластов Донбасса на стадии геологоразведочных работ. Методы прогноза,разработанные ИГЛ им. А.А.Скочинокого и МакНИИ-ДЛИ,являются нормативными и внедряются в практику прогноза. Однако, возрастающие требования к надежности, эффективности и технологичности ооущеотвления прогноза выбросоопаоности определяют актуальность работ по выявлению и проверке надежных показателей выброооопасности и совер -шенствованию с их учетом нормативных методов прогноза потенциальной выбросоопаоности угольных пластов на стадии геологоразведочных работ.
Многими исследователями для повышения надежности прогноза выбросоопаснооти, наряду с известными показателями, предлагается использовать показатели, отражающие структурные особенности!

ных связей прикрываются, хотя и неполностью, В макроскопических трещинах, которые в существенной мере определяют прочность тел, образуются контактные моотики, в результате чего трещина разбивается на ряд более мелких. Однако полного "залечивания” макроскопических трещин не наблюдается при любом времени "отдыха". В случае рекомбинации неопаренных электронов и "активных" молекул при повторном нагружении процесс разрушения хотя и происходит при мень -шей разрушающей нагрузке, однако имеет меньшую скорость и по характеру ближе к пластическому разрушению.
Исследованиями академика П.А.Ребиндера и других ученых[147-151] установлено, что скорость деформирования и разрушения большинства твердых тел в газообразной, (жидкой) среде существенно выше, чем в вакууме. При действии механических напряжений на тело, помещенное в одну и щу же среду, могут наблюдаться два различных эффекта: медленное пластическое деформирование тела или его быстрое хрупкое разрушение [149, 151] . Первый эффект про является, когда адсорбция газа происходит на сравнительно давно образовавшейся и потому малоактивной поверхности. Второй наблюлаетоя в том случае, воли адсорбция происходит на новой поверхности с активными центрами (неспаренными электронами, ионами, молекулами и т.д.), образующимися в вершине растущей трещины. Понижение поверхност -ной энергии способствует росту трещин и, следовательно, повыше -нию скорости разрушения тела. Однако, надо иметь в виду, что данный эффект имеет яеото только в том случае, если объем газа и окорооть его диффузии- в трещинах, соизмеримы о объемом и скоростью роста трещин[149, 151] •
В настоящее время отсутствуют детальные исследования, посвя -щенные физическому механизму и микромеханике разрушения газона -еыщенных углей. Однако отдельные явления, возникающие в результате воздействия на уголь механической энергии, достаточно хорошо