Разработка комбинированного способа разупрочнения угля с целью управления напряженно-деформированным состоянием горного массива

• Автор: Ельский, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований

1.1. Использование диоксида углерода для управления состоянием

углепородного массива.

1.1.1 .Физикохимические свойства диоксида углерода, его распространение в углях и горных породах.

1.1.2.0собснности взаимодействия диоксида углерода с ископаемым углем.

1.1.3. Диоксид углерода в технологических процессах горногеологического цикла.

1.2. Региональное увлажнение угольного пласта как фактор изменения напряженного состояния угольного массива.

1.3. Способ разрушения горного массива энергией сжатого воздуха высокого давления

Выводы

Цель и задачи исследований

2. Разработка комбинированного способа разупрочнения угля для управления напряженнодеформированным состоянием горного массива
2.1. Диспергирование угля диоксидом углерода как подсистема комбинированного разупрочнения угольного массива.
2.1.1. Особенности механизма разупрочнения ископаемого угля диоксидом углерода
2.1.2. Закономерности формирования напряженного состояния горного массива вокруг подготовительных выработок при диспергировании угольного пласта диоксидом углерода.
2.1.3. Шахтные испытания технологии диспергирования угольного пласта диоксидом углерода
2.2. Разработка комбинированного способа разупрочнения угольного массива.
Выводы.
3. Разработка комплекса оборудования для комбинированного разупрочнения угольного массива.
3.1. Разработка газогидравлического устройства.
3.1.1. Разработка многосекционного пневмоимпульсного патрона.
3.1.2. Разработка механического герметизатора.
3.2. Разработка высоконапорного пневморесивера.
3.2.1. Технические характеристики передвижного высоконапорного пневморесивера.
3.2.2. Конструкция передвижного высоконапорного пневморесивера.
3.2.3. Расчет прочности и ресурса металлокомпозитного баллона.
3.2.4. Порядок работы пневморссивера.
3.3. Источник высокого давления ИВД
3.4. Установка по доставке и нагнетанию диоксида углерода в угольный пласт.
Выводы
4. Исследование напряженнодеформированного состояния горного массива при проведении комбинированного разупрочнения угля
4.1. Аналитические исследования особенностей напряженнодеформированного состояния горного массива при проведении предварительного разупрочнения угольного пласта
4.2. Шахтные экспериментальные исследования комбинированного разупрочнения угольного массива.
4.2.1. Методика экспериментальных исследований.
4.2.2. Результаты шахтных экспериментальных исследований.
Выводы
Заключение
Список литературы


В нашей стране значительные накопления диоксида углерода и его выбросы отмечаются только в соляных шахтах. Анализируя приведенные выше материалы, можно сделать вывод о том, что диоксид углерода может совершить разрушительную работу по диспергированию угля в том случае, если его количество в твердой пористой среде превысит некоторую критическую величину. Большое внимание особенностям взаимодействия газов и, в частности, диоксида углерода с ископаемым углем уделено в работах Астахова и сотрудников МГГУ. Как уже было отмечено в предыдущем разделе, ископаемый уголь имеет непростую надмолекулярную организацию, которая не сводится исключительно к микропористости, а представляет собой набор структурных элементов разного пространственного масштаба. Исходя из этого, была предложена модель взаимодействия газов с угольным веществом, обусловленная конденсацией газов в полях поверхностных сил на границах пористого объема угля. Свойство полей поверхностных сил заметно снижать давление равновесия жидкого и газового состояний сорбированной фазы в угле и тем самым вызывать конденсацию в нем поглощенного газа, по условиям протекания сходную с капиллярной, приводит к образованию многочисленных жидкофазных частиц сорбата. Преимущество газов как поверхностноактивных веществ состоит в их сравнительно высокой проникающей способности, благодаря чему для их сорбции и ее последствий существенны характерные детали транспортной части пористого объема угля и обусловленные ими неоднородности поля поверхностных сил ППС.