Безопасность горных работ в тектонически нарушенных зонах угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа и горным ударам

• Автор: Егоров, Олег Петрович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 178 с. : ил

Введение

1. Состояние изученности вопроса. Цель и задачи исследований.

1.1. Краткая геологическая характеристика угольных ме

сторожде и и й Кузбасса

1.2. Краткие общие сведения об изученности горных уларов и внезапных выбросов угля и газа.

1.3. Состояние изученности вопроса возникновения гор

ных ударов и внезапных выбросов угля и газа у геологических нарушений.

1.4. Общие сведения о горных ударах и внезапных вы

бросов угля и газа, произошедших на шахтах Кузбасса, и анализ условий их возникновения

1.5. Состояние прогноза газодинамических явлений и

оценка эффективности профилактических мероприятий

1.6. О некоторых особенностях проявления горных уда
ров и внезапных выбросов угля и газа на нарушенных пластах
1.7. Выводы.
1.8. Цель и задачи исследований.
2. Изучение физикомеханических свойств и особенно
стей напряженно деформированного состояния горных пород в нарушенных зонах тектонических нарушений
2.1. Характеристика и распределение тектонических нарушений угольных пластов Кузбасса
2.2. Изучение влияния разрывных нарушений на прочностные и деформационные свойства угля и пород
2.3. Метод определения тектонически нарушенных участков впереди забоев подготовительных выработок
2.4. Протяженность зоны влияния тектонического нарушения
2.5. Изучение неравномерности распространения физикомеханических свойств пород, угля и напряженного состояния массива вне и в зонах разрывных нарушений
2.6. Изучение влияния разрывных нарушений на характер деформирования нарушенной толци горных пород .
2.6.1. Изучение влияния разрывных нарушений на характер деформирования массива горных пород в зонах опор
кого давления в шахте.
2.6.2. Изучение влияния разрывных нарушений на характер
деформирования нарушенной толщи горных пород
2.7. Представление о механизме возникновения горных
ударов и внезапных выбросов угля и газа у разрывных нарушений.
2.8. Выводы
3. Исследования по оценке эффективности увлажнения
на ударо и выбросоопасных пластах
3.1. Краткая горногеологическая характеристика угольных пластов объектов исследований.
3.2. Методики проведения экспериментальных исследований.
3.3. Установление святи УЗС массива с влажностью
3.4. Исследование особенностей распределения воды вокруг увлажняющей скважины.
3.5. Выводы
4. Разработка метода оценки удароопасное и и выбро
соопасности увлажненных зон угольных пластов.
4.1. Определение критических значений влажности на
ударо и выбросоопасных угольных пластах.
4.2. Оценка вмбросоопасности увлажненных зон угольных пластов.
4.3. Оценка удароонасности увлажненных зон угольных
пластов
4.4. Выводы
5. Экспериментальная проверка метода оценки ударо и
выбросоопасности увлажненных зон угольных пластов.
5.1. Проверка метода оценки выбросоопасности увлажненных призабойных зон угольных пластов
5.2. Проверка метода оценки удароонасности увлажненных зон угольных пластов
5.3. Выводы
Заключение.
Литература


Установлено, что скорость деформирования угля в зонах нарушений в 2,5 раз
выше, чем вне их. Наблюдается интенсивное деформирование пород в форме сдвига отдельных слоев по нарушению. В зонах повышенных напряжений коэффициент концентрации составляет . Определенное сочетание в зонах тектонического влияния разрывов напряженного состояния горных пород и его перераспределения в соответствии с выявленными зависимостями прочностных, деформационных и газофнльтрационных свойств приводит к возможности реализации одной из схем механизма возникновения газодинамического явления горного удара, внезапного выброса угля и газа, внезапного обрушения с повышенным газовыделен нем и т. Установлена тесная корреляционная связь между прочностью угля и его удельным эффективным сопротивлением, позволяющая разработать метод оперативного контроля протяженности зон влияния разрывов. Установлена зависимость распределения влаги вокруг увлажняющей скважины в массиве с различными прочностными свойствами. Разработан метод качественного контроля распределения влаги в массиве по величине потенциала ПСЭП, а величины влажности но удельному эффективному сопротивлению массива. Определена минимальная влажность ударо и выбросоопасных угольных пластов, отвечающая безопасным условиям их отработки. Разработан метод текущего прогноза выбросоопасности по комплексному показателю, включающему измерение начальной скорости газовыделения и влажности. Научное значение работы состоит в установлении зависимостей влияния тектонических разрывных нарушений на напряженнодеформированное состояние массива горных порол, их прочностные и деформационные свойства, зависимостей между коэффициентом крепости и удельным электрическим сопротивлением массива, расширяющих представления о схемах развития механизма ударо и выбросоопасности угольных пластов. Реализация выводов и рекомендации работы. Научные результаты и практические рекомендации, полученные в процессе диссертационных исследований, проверены в шахтах и включены в Руководство по определению параметров зон влияния тектонических нарушений и производству электрометрических измерений при оценке эффективности гидрообработки ударо и выбросоопасных участков угольных пластов, применение которого позволяет повысить безопасность ведения горных работ и получить экономический эффект. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях КузГТУ г. Перспективы развития горнодобывающей промышленности г. Новокузнецк, , международной конференции Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности международной конференции Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс , на семинарах КузГТУ, НЦ ВостНИИ . Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в научных работах из них две монографии, 9 статей и тезисов, одно авторское свидетельство на изобретение и нормативнометодический документ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав и заключения, изложенных на 8 страницах, включающих рисунков и таблиц и список литературы из источников. Кузнецкий бассейн принадлежит к наиболее замечательным угольным бассейнам земного шара . Геологические запасы угля в его недрах огромны. Угли Кузбасса могут удовлетворят самые разнообразные запросы промышленности. Кузнецкая котловина заполнена верхнепалеозойскими и мезокайнозойскими угленосными отложениями и представляет синклинорий, длинная ось которого вытянута с юговостока на северозапад. Основные тектонические структуры бассейна представляют собой складки, протянувшиеся вдоль длинной оси синклинория и осложненные крупными взбросами. По характеру складчатости и разрывных нарушений площадь бассейна разделена на три тектонических зоны зона крутых складок и интенсивной нарушенности, зона развития брахискладок и зона крупных пологих складок и моноклинального залегания со слабой нарушенностыо. Анжерский район. Он расположен на севере Кузбасса. Угленосные отложения его относятся к нижн и верхнебалахонским подсериям и разделяются на три толщи алчедатскую, центральную и челинскую.