Об одном подходе к построению решения задачи о выбросе угля и метана из краевой зоны пласта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На базе модели геомеханического состояния углепородного массива, вмещающего угольный пласт с непрочным прослойком, пластовую выработку, и разработанных С.А. Христиановичем концепций о газодинамических процессах при отработке угольных пластов, построено решение задачи о выбросе угля и газа из краевой части пласта. Сформулированы условия возникновения газодинамических явлений, проявляющихся в форме образования сначала магистральной трещины в пласте со свободным метаном, затем формированием в нем волны дробления с последующим выбросом в выработку перемычки и смеси раздробленного угля и газа.

Об авторах

Н. В. Черданцев

Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nvch2014@yandex.ru
Россия, Кемерово

Список литературы

  1. Христианович С.А. О волне дробления // Изв. АН СССР. ОНТ. 1953. № 12. С. 1689–1699.
  2. Христианович С.А. О волне выброса // Изв АН СССР. ОНТ. 1953. № 12. С. 1679–1688.
  3. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. М.: ГосНГИ, 1961. 363 с.
  4. Чернов О.И., Пузырев В.Н. Прогноз внезапных выбросов угля и газа. М.: Недра, 1979. 296 с.
  5. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра, 1983. 280 с.
  6. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М.: Недра, 1976. 272 с.
  7. Зыков В.С. О механизме формирования выбросоопасной ситуации в очистном забое угольной шахты // Маркшейд. Вестн. 2016. № 5 (114). С. 44–48.
  8. Shadrin A., Diyuk Y. Geophysical criterion of pre-outburst coal outsqueezing from the face space into the working // Int. J. Mining Sci.&Technol. 2019. V. 29. Iss. 3. P. 499–506.
  9. Yang D., Chen Y., Tang J. et al. Experimental research into the relationship between initial gas release and coal-gas outbursts // J. Natural Gas Sci.&Engng. 2018. V. 50. P. 157–165.
  10. Guo H., Yuan L. An integrated approach to study of strata behaviour and gas flow dynamics and its application // Int. J. Coal Sci.& Technol. 2015. № 2. P. 12–21.
  11. Zhao B., Wen G., Sun H. et al. Similarity criteria and coal-like material in coal and gas outburst physical simulation // Int. J. Coal Sci. & Technol. 2018. V. 5. Iss. 2. P. 167–178.
  12. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. М.: Наука, 1972. 140 с.
  13. Христианович С.А. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1981. 484 с.
  14. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат, 1954. 384 с.
  15. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. Л.: Недра, 1989. 488 с.
  16. Gao W. Study on the width of the non-elastic zone in inclined coal pillar for strip mining// Int. J. Rock Mech. & Mining Sci. 2014. № 72. P. 304–310.
  17. Galindo R.A., Serrano A., Olalla C. Ultimate bearing capacity of rock masses based on modified Mohr-Coulomb strength criterion // Int. J. Rock Mech. & Mining Sci. 2017. № 93. P. 215–225.
  18. Христианович С.А. Распределение давления газа вблизи движущейся свободной поверхности угля // Изв. АН СССР. ОНТ. 1953. № 12. С. 1673–1678.
  19. Черданцев Н.В., Черданцев С.В. Анализ состояния углепородного массива, вмещающего пластовую выработку и геологическое нарушение // Изв. РАН МТТ. 2018. № 2. С. 110–121.
  20. Черданцев Н.В. Один из подходов к построению траектории трещины гидроразрыва в массиве горных пород вблизи горной выработки // ПММ. 2020. № 2. С. 208–233.
  21. Черданцев Н.В. Оценка геомеханического состояния краевой зоны угольного пласта, вмещающего непрочный прослоек // ПММ. 2021. № 2. С. 239–256.
  22. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Наука, 1990. 272 с.
  23. Черданцев Н.В. Результаты численного решения уравнений предельного состояния краевой зоны пласта и их аппроксимация полиномами // Безопасность труда в промышленности. 2019. № 6. С. 7–13.
  24. Черданцев Н.В. Исследование предельно напряженного состояния пласта в его краевой зоне методами механики сыпучей среды // Горный информ.-аналит. бюлл. 2020. № 3. С. 45–57.
  25. Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. 940 с.
  26. Партон В.З., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. М.: Наука, 1981. 688 с.
  27. Черданцев Н.В., Преслер В.Т., Изаксон В.Ю. Геомеханическое состояние анизотропного по прочности массива горных пород в окрестности сопрягающихся выработок // Физ.-техн. пробл. разраб. полезных ископ. 2010. № 2. С. 62–68.
  28. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1984. 382 с.
  29. Баклашов И.В. Основы геомеханики. Т. 1. М.: Изд-во Моск. гос. геол. ун-та, 2004. 208 с.
  30. Зыков В.С. Внезапные выбросы угля и газа и другие газодинамические явления в шахтах. Кемерово, 2010. 334 с.
  31. Кузнецов С.В., Кригман Р.Н. Природная проницаемость угольных пластов и методы ее определения. М.: Наука, 1978. 122 с.
  32. Кузнецов С.В., Трофимов В.А. Газодинамика угольного пласта. Численный алгоритм, частные и приближенные решения // Горный информ.-аналит. бюлл. 2008. № 54. С. 304–324.
  33. Баренблат Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 208 с.
  34. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства горных пород. Л.: Недра, 1985. 240 с.
  35. Захаров В.Н., Малинникова О.Н., Трофимов В.А., Филиппов Ю.А. Зависимость проницаемости угольного пласта от газосодержания и действующих напряжений // Физ.-техн. пробл. разраб. полезных ископ. 2016. № 2. С. 16–25.
  36. Conntell L.D., Lu M., Pan Z. An analytical coal permeability model for tri-axial strain and stress conditions // Int. J. Coal Geol. 2010. № 84. P. 103–114.
  37. Zhaoping M., Guoqing L. Experimental research on the permeability of high-rank coal under a varying stress and its influencing factors // Eng. Geol. 2013. № 162. P. 108–117.
  38. Shen W.Q., Liu S.Y., Xu W.Y., Shao J.F. et al. An elastoplastic damage constitutive model for rock-like materials with a factional plastic flow rule // J. Nat. Gas Sc. & Eng. 2018. № 50. P. 157–165.
  39. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. М.: Из-во Моск. гос. горн. ун-та, 2002. 384 с.
  40. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1984. 560 с.
  41. Хеллан К. Введение в механику разрушения. М.: Мир, 1988. 364 с.
  42. Черданцев Н.В. Постановка и решение задачи о раскрытии метаном кливажных трещин в краевой зоне угольного пласта // Вестн. Науч. центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. 2022. № 1. С. 14–26.
  43. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 656 с.
  44. Рахматуллин Х.А., Сагомонян А.Я., Бунимович А.И., Зверев И.Н. Газовая динамика. М.: Высшая школа, 1965. 722 с.

© Н.В. Черданцев, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах