Аэрогазодинамические процессы при сооружении вертикальных стволов в газоносных горных породах

• Автор: Склепчук, Вячеслав Леонидович
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Современное состояние вопроса сооружения вертикальных выработок в условиях нефтегазопроявлений

1.1. Общие сведения

1.2. Анализ видов, источников возникновения и последствий воспламенения газовоздушных смесей, нефти и битумов при проходке вертикальных выработок
1.2.1. Источники выделения горючих и взрывоопасных газов в вертикальных стволах и оценка степени их влияния

на различных стадиях проходческого цикла

1.2.2. Источники воспламенений и условия их возникновения..

1.2.3. Классификация востаменений

1.2.4. Анализ факторов, влияющих на взрывчатость газовоздушных смесей

1.2.5. Вредные последствия воспламенения газовоздушных смесей

1.3. Анализ отечественного опыта взрывозащиты при сооружении вертикальных стволов
1.4. Анализ зарубежного опыта проведения стволов в условиях, опасных по взрывам газов
1.5. Анализ причин и последствий произошедших аварий, вызванных взрывами газовоздушных смесей при проходке вертикальных стволов и скважин
1.6. Анализ нормативных документов в области взрывозащиты вертикальных стволов
1.7. Анализ современных исследований в области взрывозащиты горных выработок
1.8. Выводы. Цели и задачи исследований
2. Шахтные исследования влияния газонефтепроявлений на показатели сооружения вертикальных стволов
2.1. Хронометражные наблюдения за проведением скипового ствола подземного рудника «Мир» АК «Алроса» на участке нефтегазопроявлений
2.1.1. Общая характеристика ствола
2.1.2. Цель и методика хронометражных наблюдений
2.1.3. Результаты хронометраэ/сных наблюдений и их анализ..
2.2. Результаты хронометражных наблюдений за проведением
вертикальных стволов АП «Шахта им. А.Ф. Засядько» ^
2.2.1. Общая характеристика шахты

2.2.2. Характеристика вертикальных стволов
2.2.3. Результаты хронометражных наблюдений и их анализ
2.3. Разработка критериев отнесения выработок к опасным по га-зонефтепроявлениям и классификация нефтегазоопасных

2.4. Выводы по главе
3. Особенности развития воспламенений и взрывов в вертикальных выработках
3.1. Определение опасных зон, возникающих в стволе
при развитии взрыва
3.2. Определение параметров распространения взрыва в зонах взрывного горения и выброса пламени
3.2.1. Особенности выделения и воспламенения нефти и газа
в вертикальных стволах
3.2.2. Определение количества теплоты, выделяемого в ствол при горении и взрыве
3.2.3. Определение инерционности буферной среды
3.2.4. Определение критической дальности разлета высокотемпературных продуктов взрыва
3.2.5. Оценка скорости движения пламени в стволе
3.2.6. Определение давления в зоне горения
3.3. Определение параметров распространения воздушной ударной волны в стволе после прекращения горения
3.4. Выводы по главе
4. Исследование протекания аэрогазодинамичсских процессов и формирования взрывоопасной среды при проходке вертикальных стволов в условиях нефтегазопроявленнй
4.1. Влияние параметров буровзрывных работ на суммарное газовыделен ие в ствол
4.1.1. Величина заходки и площадь сечения в проходке
4.1.2. Тип и количество одновременно взрываемых В В
4.1.3. Ступени и суммарное время замедления при короткозамедленном взрывании
4.2. Исследование взаимосвязи параметров проветривания, погрузки породы и водоотлива с концентрацией взрывоопасных газов в стволе
4.2.1. Построение математической модели процесса газовыделения после взрыва в период проветривания и погрузки породы
4.2.2. Влияние параметров проветривания и газоносности па концентрацию взрывоопасных газов в призабойном пространстве ствола
4.2.3. Влияние параметров погрузки горной массы
4.2.4. Влияние параметров водоотлива
4.3. Влияние параметров временной крепи на процесс газовыделения из боковых пород
4.3.1. Построение математической модели процесса газовыделения в ствол из незакрепленных боковых пород
4.3.2. Влияние временной набрызгбетонной крепи на динамику газовыделения в ствол
4.4. Выводы по главе
5. Разработка н промышленная апробация концепции взрывозащиты вертикальных стволов, проходимых в условиях нефтегазопроявлений
5.1. Разработка концепции взрывозащиты вертикальных стволов 13
5.1.1. Общие положения
5.1.2. 1-ялиния взрывозащиты
5.1.3. 2-я линия взрывозащиты
5.1.4. 3-я миния взрывозащиты
5.1.5. 4-я линия взрывозащиты
5.2. Промышленная апробация разработанных мер взрывозащиты
5.2.1. Использование предохранительной пенной среды при проходке вентиляционно-вспомогательного ствола (ВВС) подземного рудника « Удачный»
5.2.2. Организационно-технические мероприятия по обеспечению безопасности при проходке вентиляционно-вспомогательного (ВВС) и скипового (СС) стволов рудника «Удачный» на участках нефтегазопроявлений
5.2.3. Проектирование мероприятий по дегазации массива и локализации нефтепроявлений при проходке клетевого ствола
(КС) подземного рудника «Удачный»
5.3. Выводы по главе
Заключение
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 2.1. Результаты хрономегражных наблюдений за проведением скипового ствола подземного рудника «Мир» АК «Алроса» на участке
нефтегазопроявлений
Приложение 5.1. Акт внедрения результатов исследований при строительстве вентиляционно-вспомогательного ствола подземного рудника «Удачный» АК «Алроса»
Приложение 5.2. Акт внедрения результатов исследований при строительстве вентиляционного ствола шахты «Бутовская»

В результате анализа причин и обстоятельств описанных аварий институтом ЯкутНИПРОалмаз был разработан комплекс мероприятий [134], внедрение которого обеспечило дальнейшую безаварийную проходку вертикальных стволов до проектных отметок.
1.6. Анализ нормативных документов в области взрывозащиты вертикальных стволов
В настоящее время основными нормативными документами, регламентирующими порядок проектирования и безопасного ведения горнопроходческих работ, в т.ч. проходки и крепления вертикальных стволов шахт и рудников, в условиях, опасных по газу, а также регламентирующие требования к газовому режиму, являются:
-ПБ 05-618-03. Правила безопасности в угольных шахтах [104];
- ПБ 03-553-03. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом [26];
- ПБ 03-428-02. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений [105];
- ПБ 13-407-01. Единые правила безопасности при взрывных работах
[25].
Вскрытие вертикальными стволами пластов, опасных по газодинамическим явлениям (внезапным выбросам угля, породы и газа, горным ударам) регламентируется рядом Инструкций и Методических указаний, утвержденных Ростехнадзором (Госгортехнадзором России):
- Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам. РД 05-328-99 [33];
- Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа. РД 05-350-00 [130](раздел
4.2. - Вскрытие угольных пластов стволами) [31];
- Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. РД 06-329-99 [32];
- Методические рекомендации «О порядке ведения огневых работ в горных выработках и надшахтных зданиях угольных (сланцевых) шахт». РД-15-10-2006 [82];
- Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт: РД-15-09-2006 [83] и др.
Классификацию взрывоопасных сред, образующихся в горных выработках устанавливает ГОСТ Р ЕН 1127-2-2009. Взрывоопасные среды. Взрывозащита и предотвращение взрыва. Часть 2. Основополагающая концепция и методология (для подземных выработок) [18]. Номенклатуру показателей пожаров-