Разработка адаптивных методов предупреждения и локализации динамических газопроявлений при проведении выработок по угольным пластам

• Автор: Полевщиков, Геннадий Яковлевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 281 с. : ил.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ УГЛЯ И УГЛЕХИМИИ
На правах рукописи
ПОЛЕВЩИКОВ Геннадий Яковлевич
РАЗРАБОТКА АДАПТИВНЫХ МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛОКАЛИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТОК ПО УГОЛЬНЫМ ПЛАСТАМ
Специальность:
05.15.11 - Физические процессы горного производства.
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант чл.-корр. РАН Г.И.Грицко
Кемерово 1998
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Современное состояние проблемы динамических газопроявлений на угольных шахтах
1.2. Анализ методов оценки газодинамической активности пластов
1.3. Анализ особенностей способов управления газодинамическим состоянием пласта
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ ПЛАСТА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
2.1. Выбор и уточнение модели напряженно-деформированного состояния призабойной части пласта
2.2. Разработка метода оценки газодинамического состояния призабойной части пласта
2.3 Влияние технологических факторов на газодинамическую устойчивость пласта в призабойной зоне
2.4. Исследование возможности управления динамической устойчивостью призабойной части пласта
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО САМОРАЗРУШЕНИЯ УГЛЕГАЗОВОЙ СРЕДЫ
3.1.Выбор и обоснование метода исследования
3.2. Изучение динамической прочности газонасыщенного
угля
3.3. Изучение условий динамического саморазрушения газонасыщенного угля
3.4. Изучение динамики газовыделения при разрушении газонасыщенного угля

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОКИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК' УГЛЕГАЗОВОЙ СРЕДЫ
4.1. Сопоставление газокинетических характеристик природной углегазовой среды и искусственно насыщенного газом угля
4.2. Разработка метода измерения газокинетических свойств угля в шахтных условиях
4.3. Установление зависимости между газокинетическими и физико-химическими свойствами угля в массиве
4.4. Установление основных источников газовыделения при газодинамических явлениях
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВИДА И УРОВНЯ ОПАСНОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ
5.1. Разработка метода оценки уровня потенциальной газодинамической активности пластов по геологоразведочным данным
5.2. Разработка метода расчета потенциально возможных видов динамических газопроявлений и их параметров при проведении горных выработок
6. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЧАСТИ ПЛАСТА
6.1. Обеспечение адаптивности метода контроля газодинамического состояния призабойной части пласта по динамике газовыделения в выработку
6.2. Результаты горно-экспериментальных работ
7. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЛАСТА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

опасности. По этой причине очень сложно выполнить оперативное уточнение, например, данных регионального прогноза по результатам текущего, что длительное время сохраняет неточности в оценках, затрудняет адаптацию критериев к изменяющимся условиям.
Таким образом, в области оценок уровня потенциальной газодинамической активности углегазовых пластов необходимо создание более совершенных методов, обеспечивающих количественную оценку прогнозируемой опасности с обязательной обратной связью, с их фактически регистрируемыми величинами в процессе горных работ.
Основным недостатком повсеместно применяющегося метода текущего прогноза выбросоопасности [92] является его недостаточная оперативность и прерывность при проведении выработки, значительные затруднения при применении в зонах увлажнения пласта. По этой причине периодически делаются попытки создания более совершенных методов, основанных на оценке газодинамической реакции пласта на технологическое воздействие - выемку очередной заходки.
Обоснование возможности использования аппаратуры контроля метана (АКМ) для прогноза внезапных выбросов угля и газа и контроля эффективности способа их предотвращения было впервые высказано в 1972 году проф. 0. И.Черновым (ВостНИИ) на Всесоюзном совещании по проблеме внезапных выбросов угля, породы и газа, где он назвал его "Автомодельным методом прогноза выбросоопасности". Метод в дальнейшем не разрабатывался. Его основные контрольные параметры: производительность отбойки угля комбайном, энергоемкость отбойки, количество подаваемого в забой воздуха, концентрация метана на выходе из призабойного объема или непосредственно в зоне отбойки.
Физическая связь основных положений метода с механизмом газодинамических явлений заключается в следующем.