Науковий вісник НГУ

Теоретичне обґрунтування динамічних параметрів імпульсного нагнітання рідини у вугільний пласт

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 14 липня 2013

Опубліковано: 13 листопада 2012

Перегляди: 5418

Автори:

Ю.О. Жулай, кандидат технічних наук, Інститут транспортних систем і технологій Національної академії наук України, провідний науковий співробітник, м. Дніпропетровськ, Україна

О.А. Ангеловський, Публічне акціонерне товариство „Краснодонвугілля“, генеральний директор, м. Краснодон, Україна

Д.Л. Васильєв, кандидат технічних наук, Інститут геотехнічної механіки ім. Н.С. Полякова Національної академії наук України, науковий співробітник, м. Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Гідророзпушування є одним з основних способів запобігання газодинамічним явищам при проведенні підземних гірських виробок. Інститутом геотехнічної механіки (ІГТМ) НАН України спільно з ПАТ „Краснодонвугілля“ ведуться роботи по підвищенню ефективності гідророзпушування шляхом нагнітання рідини в імпульсному режимі. Максимальний розмах автоколивань тиску рідини, накладений на величину підпору, приблизно відповідає тиску нагнітання. Це підтверджує можливість ефективного використовування розробленого пристрою для імпульсного нагнітання рідини в комплексі гірничого устаткування при гідророзпушуванні вугільних пластів.

Мета. Визначення раціональних величин імпульсів тиску і частоти їх проходження гідродинамічної дії на вугільний пласт.

Методика. Методика досліджень базується на експериментально встановлених закономірностях взаємозв’язку міцності кам’яного вугілля і швидкості деформації, що дозволяють обґрунтувати раціональні частоти імпульсів гідравлічного тиску і величини цих імпульсів.

Результати. Представлені експериментальні робочі точки пристрою імпульсного нагнітання рідини у вугільний пласт при зміні тиску підпору в свердловині в діапазоні від 3.1 МПа до 14.4 МПа і тиску нагнітання 21,9 МПа. Експериментальні дані, одержані при вимірах пульсацій тиску на відстанях 0,5; 1,0; 1,5и 2,0 метри від виходу з пристрою гідроімпульсної дії (ПГІД). З представлених даних видно, що параметри динамічного навантаження вугільного пласта при імпульсному гідророзпушуванні ПГІД повністю відповідають умовам теоретичних залежностей раціональної частоти проходження імпульсів від величини імпульсу тиску. Робочі точки пристрою, як правило знаходяться вище за теоретичні залежності.

Наукова новизна. Уперше встановлені гіперболічні залежності раціональної частоти проходження гідравлічних імпульсів від величини їх тиску. Дано зіставлення цих же залежностей і робочих параметрів пристрою імпульсного нагнітання рідини у вугільний пласт.

Практична значимість. Розгляд приведених залежностей дозволяє обґрунтувати раціональні динамічні параметри ПГІД, які повинні задовольняти наступним вимогам:
1. Значення імпульсів тиску, створюваних пристроєм, повинні досягати 2–10 МПа.
2. Частота проходження імпульсів тиску повинна лежати в діапазоні від 1 до 7 кГц.

Список літератури / References:

1. Пат. 87038 Украина, МКИ Е21F 5/02. Устройство для гидроимпульсного воздействия на угольный пласт / Л.М. Васильев, Ю.А. Жулай, В.В. Зберовський, П.Ю. Моисеенко, Н.Я. Трохимец; заявитель и патентообладатель ИГТМ НАН Украины. –опубл.10.06.09, Бюл. № 11.

Vasilyev, L.М., Zhulay, Yu.A., Zberovskiy, V.V., Moiseyenko, P.Yu. and Trokhimets, N.Ya. Ustroistvo dlya gidroimpulsnogo vozdeistviya na ugolnyi plast [Device for Hydro-Impulse Influence on Coal Layer], Pat.87038 Ukraine, MKY Е21F 5/02, declarant and patent holder IGTM NAN of Ukraine, published on June 10, 2009, Bull. No.11.

2. Жулай Ю.А. Решение концептуальных задач гидроимпульсного рыхления выбросоопасных угольных пластов в режиме периодически-срывной кавитации / Ю.А. Жулай, В.В. Зберовский, // Сборник научных трудов НГУ – Днепропетровск, 2011.– № 35 т.2. – С. 246–253

Zhulay, Yu.A. and Zberovskiy, V.V. (2011), “Solution of Conceptual Tasks of The Hydro-Impulse Breakage of Coal Layers with Burst Hazard in the Mode of Periodically Disruptive Cavitation”, Collection of the scientific papers of National Mining University, Dnepropetrovsk, vol.2, no.35.

3. Зорин А.Н. Механика разрушения горного массива и использование его энергии при добыче полезных ископаемых / Зорин А.Н., Халимендик Ю.М., Колесников В.Г. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2001.– 413 с.: ил. – ISBN 5-8365-0062-2

Zorin, А.N., Khalimendik, Yu.M. and Kolesnikov, V.G. (2001), Mekhanika razrusheniya gornogo massiva i ispolzovanie ego energii pri dobyche poleznykh iskopaemykh [Mechanics of Destruction of Rock Massif and Use of Its Energy During Mining], Nedra-Biznestsentr LTD, Moscow, Russia.

4. Васильев Л.М. Научные основы процесса и создание технических средств нагнетания жидкости в угольные пласты для борьбы с вредными явлениями в шахтах: автореф. дис. доктора техн. наук: специальность 05.15.11; 05.05.06 / Васильев Леонид Михайлович. – Днепропетровск, 1985. – 307 с.

Vasylyev, L.M. (1985), Nauchnye osnovy protsessa i sozdanie tekhnicheskih sredstv nagnetaniya zhidkosti v ugolnie plasti dlya borbi s vrednimi yavleniyami v shakhtakh [Scientific Bases of the Process and the Creation of Hardware for Fluid Infusion into Coal Layers for the Harmful Phenomena Control in Mines], Abstract of Dr. Sci. (Tech.) dissertation, Dnipropetrovsk, Ukraine.

5. Мохначев М.П. Динамическая прочность горных пород / М.П. Мохначев, В.В. Присташ. – М.: Наука, 1982. – 142 с.

Mokhnachev, M.P. and Prystash, V.V. (1982), Dinamicheskaya prochnost gornykh porod [Dynamic Strength of Rock], Nauka, Moscow, Russia.

6. Лодус Е.В. Влияние скорости деформирования на прочность и хрупкость удароопасных углей и каменной соли / Е.В. Лодус, С.Л. Романовский // Горное давление и горные удары. – Л.: ВНИИ горн. геомеханики и маркшейд. дела, 1976. – сб. 99. – С. 151–154.

Lodus, Ye.V. and Romanovskiy, S.L., (1976), “Influence of speed of deformation on strength and fragility of high outburst coal and salt beds”, Gornoe davlenie i gornye udary, no.99, pp. 151–154.

zhulai
2013-07-14  433.55 KB  1395

• < Попередня