Науковий вісник НГУ

Оцінка газопроникності породних масивів вугільних шахт у полі еквівалентних напружень

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2023

Останнє оновлення: 27 жовтня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1780

Authors:

О. М. Шашенко, orcid.org/0000-0002-7012-6157, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. А. Чередник, orcid.org/0000-0001-7330-1822, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. В. Хозяйкіна*, orcid.org/0000-0002-4747-3919, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. М. Гапєєв, orcid.org/0000-0003-0203-7424, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (5): 060 - 065

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-5/060

Abstract:

Мета. На основі порівняльного аналізу внутрішнього механізму формозміни породних зразків, що навантажуються в режимі заданих деформацій, і геомеханічними та газодинамічними процесами у вуглепородних масивах встановити причинно-наслідкові зв’язки між цими явищами, якісно охарактеризувати газову проникність масивів як функцію об’ємного розширення гірських порід. Обґрунтувати можливість використання повних діаграм деформування породних зразків у якості моделі формування техногенного метанового родовища та його просторової локалізації.

Методика. Теоретичні дослідження базуються на використанні основних положень механіки твердого деформованого тіла й результатах лабораторних досліджень процесу руйнування породних зразків у режимі заданих деформацій.

Результати. У результаті досліджень доведена спроможність використання повної діаграми руйнування зразків гірських порід для виявлення й локалізації колекторів метану при відпрацюванні вугільних пластів. Виявлено, що поріг ущільнення співпадає з максимумом опорного тиску попереду вибою лави. Цій площині відповідає мінімальна пористість породного масиву й мінімум фільтрації, що дозволяє розглядати її як оболонку штучного газового родовища. Отримані закономірності, що пов’язують тривимірний еквівалентний напружений стан з остаточною газовою проникністю газонасиченого вуглепородного масиву, що дозволяє створити прогнозну числову геомеханічну модель колекторських шляхів міграції метану.

Наукова новизна. Уперше обґрунтована спроможність використання повних діаграм руйнування породних зразків у режимі контрольованих деформацій для математичного моделювання газової проникності насиченого метаном вуглепородного масиву при відпрацюванні вугільних пластів і визначення границь техногенного газового родовища. Отримані залежності поточної та остаточної газової проникності від механічних характеристик порід у стані позамежного деформування.

Практична значимість. Полягає в отриманні функціональних залежностей, що на основі геомеханічних моделей дозволяють виявити й локалізувати техногенні колектори метану в шахтах при відпрацюванні вугільних пластів із подальшим використанням видобутого газу. Окрім того, видалення метану підвищує безпеку виконання гірничих процесів завдяки зниженню ризику газодинамічних проявів гірського тиску, а зменшення викидів газу в атмосферу сприяє зниженню парникового ефекту.

Ключові слова: вугільна шахта, позамежне деформування, еквівалентні напруження, газова проникність, колектори метану, техногенне газове родовище

References.

1. Skypochka, S. Y., & Palamarchuk, T. A. (2015). Interdependence between methane phase states and gas-content in the coal strata. Geo-Technical Mechanics, 120, 245–255. ISSN 2309-6004.

2. Lukynov, V. V., Honcharenko, V. A., & Suvorov, D. A. (2010). Generation of methane by coal under influence of technogenic and natural tectonic processes in a mountain range. Geotechnical Mechanics, 88,130-140. Retrieved from http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/ 123456789/33482.

3. Perepelytsa, V. H., & Shevelev, H. A. (2010). Peculiarities of the manifestation of friction forces at the motion of various media and flows. Geotechnical Mechanics, 4, 50-65. ISSN 1025-6415.

4. Bokyi, B. V., Filimonov, P. E., & Irisov, S. H. (2012). Study of gas flow physics to surface degassing wells. Coal of Ukraine, 5, 26-30. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/ugukr_2012_5_7 .

5. Zviahylskyi, E. L., Bokyi, B. V., & Kasymov, O. Y. (2011). Extraction of methane from coal deposits of Donbass. Donetsk: Noulidzh, Donetsk, 149. ISBN 978-617-579-250-6.

6. Sofiyskiy, C. C., Silin, D. P., Agaiev, R. A., & Vlasenko, V. V. (2013). Complex exhaust of gas-coal deposit with use of hydrodynamic influence method. Coal of Ukraine, 2, 48-51. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/ugukr_2013_2_11.

7. Antoshchenko, N. Y., Okalelov, V. N., Pavlov, V. Y., Podlypenskaia, A. E., & Bubunents, Yu. V. (2013). Formation of the dynamics of gas release from the undermined massif during the development of gas-bearing coal seams: monograph. Alchevsk: DonSTU, 221. ISBN 978-966-310-320-4.

8. Antoshchenko, N. Y., Kulakova, S. Y., & Chepurnaia, L. A. (2012). The approach of evaluating the possible gas release from the rocks of the roof at working off coal seams. Physical and technical problems of mining, 15, 118-130. ISBN 966-02-2693-4.

9. Babyiuk, V. H., Dotsenko, O. H., & Yvanova, V. S. (2013, 10). Simulation of the compaction process of collapsed rocks in time. Materials of international conference “Ukrainian Mining Forum”, 2, 206-214. Dnipropetrovsk. National Mining University. Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/150296.

10. Shashenko, O. M., Cherednyk, V. A., Khoziaikina, N. V., & Shashenko, D. O. (2021). Phisical prerequisites for gas permeability simulation of mined rock mass. Jornal of Donetsk Mining Institute, 2(49), 78-84. https://doi.org/10.31474 /1999-981X-2021-2-78-84.

11. Sdvyzhkova, O., Golovko, Y., Dubytska, M., & Klymenko, D. (2016). Studying a crack initiation in terms of elastic oscillations in stress strain rock mass. Mining of Mineral Deposits, 10(2), 72-77. https://doi.org/10.15407/mining10.02.072.

• < Попередня
• Наступна >