Теоретическое и экспериментальное обоснование способов управления аэрогазодинамикой выработанных пространств шахт ОАО "Воркутауголь"

• Автор: Попов, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил

1. Газовый режим горного массива и выработок на шахтах

ОАО Воркутауголь.

1.1. Характеристика горного массива и условий ведения горных работ на шахтах ОАО Воркутауголь

1.2. Технология ведения работ и формирование газового режима

выработок.

1.3. Г азовый режим и аварийность на шахтах.

1.4. Анализ способов управления газовым режимом.

2. Исследование газовой динамики выработанных пространств на шахтах

2.1. Газодинамическая модель выработанного пространства.

2.1.1. Особенности сдвижения подработанного горного массива и фильтрационные свойства пород выработанного пространства

2.1.2. Г азовыделение из сближенных пластов в выработанное пространство

2.2. Исследования газодинамики и газовыделения из выработанного
пространства
2.3. Анализ результатов натурных исследований газового режима
выемочных участков
3. Моделирование газодинамики выработанных пространств
3.1. Математическая постановка задачи для моделирования
аэрогазодинамических процессов в выработанном пространстве
3.2. Выбор методики проведения эксперимента.
3.2.1. Условия аэродинамического подобия и их реализация при физическом хмоделировании.
3.2.2. Выбор материала для осуществления физического моделирования аэрогазодинамических процессов
3.2.3. Описание экспериментальной установки и оборудования.
3.2.4. Методика проведения исследований аэродинамических процессов в выработанном пространстве
3.3. Обработка результатов физического моделирования.
4. Исследование эффективности способов управления газовым режимом выработок добычных участков
4.1. Рациональные способы управления газовым режимом выработок
добычных участков
4.2. Исследование способов управления газовым режимом выемочных
участков на моделях
4.3. Шахтные исследования систем управления газовым режимом
4.4. Экономическая оценка систем управления и использования газа.
Заключение.
Библиографический список.
ВВЕДЕНИЕ


Оно сложено пермскими и четвертичными отложениями. Промышленная угленосность приурочена к осадкам воркутской серии уфимского и кунгурского возрастов и, частично, к осадкам печорской серии казанского возраста. Рудницкая подсвита на месторождении имеет мощность около 0 м. Содержание гравелитов и конгломератов не превышает одного процента. Рудницкая подсвита состоит из трех пакетов снизу вверх О, и М. Рабочие пласты угля находятся в пакете И, имеющем среднюю мощность 0 м. Интинская свита на месторождении имеет мощность около 5 м. Среди пород, слагающих свиту, преобладают аргиллиты и алевролиты до , подчиннную роль занимают песчаники и угли, в разрезе свиты встречаются мелкогалечные конгломераты. Сверху вниз свита подразделяется на 6 пакетов Р, О, Н, I, К и Ь. Рабочие угольные пласты сосредоточены в пакетах в, Н и I. В отличие от угольных пластов рудницкой подсвиты они характеризуются повышенной зольностью и сложным строением табл. В тектоническом отношении Воркутская мульда представляет собой асимметричную брахисинклинальиую складку северовосточного простирания. Длина складки по выходам пакета составляет км, наибольшая ширина км. В целом относительно простое строение месторождения осложнено складчатыми и разрывными нарушениями, ориентированными преимущественно диагонально к оси складки и сгруппированными в отдельные тектонические зоны. Расстояния между зонами, в которых развиты разрывные нарушения с амплитудами м и более, колеблются от 2 до 5 км. Кроме этих зон на большинстве шахт встречаются мелкие тектонические нарушения, отрицательно влияющие на ведение горных работ. Воркутское месторождение расположено в области прерывистого развития многолетней мерзлоты. Мощность многолетнемерзлых пород изменяется от до 0 м, составляя в среднем м. Температура на глубоких горизонтах шахт не будет превышать С. На месторождении выделено два водоносных комплекса, приуроченных к четвертичным и пермским отложениям. В обводнении горных выработок воды четвертичных отложений принимают участие лишь при вскрытии шахтных полей и отработке первых горизонтов. Таблица 1. Год выпуска проекта, проектная организация г. КБ г. ПечорНИИ г. ПечорНИИ г. НИИ г. ПечорНИИ г. Проектная мощн. Зольность, . Проектная мощи. Зольность, ,7 . Произв. Зольность, ,9 . Произв. Зольность, . I П. Ь. Ь. Г . Подземные воды пермского водоносного комплекса, за счет которого, в основном, формируются шахтные водопритоки, приурочены к трещиноватым песчаникам и реже к крупнозернистым алевролитам. Обводннность большинства шахт незначительна, общешахтные притоки составляют от до 0 м3ч. Более высокие притоки, достигающие 0 м час, наблюдаются на шахтах, расположенных вблизи реки Воркуты. Угольные пласты Воркутского месторождения характеризуются высокой природной метаноносностью 8. Мощность зоны газового выветривания изменяется от до 0 м. Ниже е метаноносность закономерно увеличивается с глубиной, достигая на глубине 0 м от верхней границы метановой зоны м3 на тонну горючей массы. Средняя относительная газообильность шахт месторождения составляет м3 на тонну суточной добычи. Шахты, разрабатывающие Воркутское месторождение являются наиболее сложными в Печорском бассейне по газодинамическому фактору 9. В разрезе угольной толщи этого месторождения содержится 0 угольных пластов и пропластков. Абсолютное большинство их них сегодня не подлежит отработке изза малой мощности и высокой зольности. В настоящее время разрабатывается лишь шесть пластов. Четыре из них Мощный пцизж5 Тройной П4, Четвертый пц и Пятый п7 стратиграфически принадлежат к так называемой рудницкой подсвите и два пласта и 1ц мощностью 1,,4 м к осадкам интинской свиты. С увеличением глубины разработки на ряде шахтопластов стали происходить горные удары, внезапные выбросы угля и газа табл. Угли разрабатываемых пластов не склонны к самовозгоранию. Породы, вмещающие угольные пласты, имеют осадочное происхождение и представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Непосредственно возле углей залегают обычно аргиллиты, далее алевролиты и песчаники табл.