Науковий вісник НГУ

Вплив процесів зсуву гірських порід на вміст метану в забоях лави

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2024

Останнє оновлення: 28 серпня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1125

Authors:

А.Д.Маусимбаєва, orcid.org/0000-0002-7214-8026, Інститут КАЗЬМІР, м. Караганда, Республіка Казахстан

В. С. Портнов, orcid.org/0000-0002-4940-3156, Карагандинський технічний університет імені Абілкаса Сагінова, м. Караганда, Республіка Казахстан

С. Б. Іманбаєва, orcid.org/0000-0003-0049-2642, Карагандинський технічний університет імені Абілкаса Сагінова, м. Караганда, Республіка Казахстан

М. Рабатули*, orcid.org/0000-0002-7558-128X, Карагандинський технічний університет імені Абілкаса Сагінова, м. Караганда, Республіка Казахстан, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г. М. Рахімова, orcid.org/0000-0003-0947-0212, Карагандинський технічний університет імені Абілкаса Сагінова, м. Караганда, Республіка Казахстан

* Автор-кореспондент е-mail: mukhammedrakhym@gmail. com

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (4): 011 - 017

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-4/011

Abstract:

Мета. Встановити закономірності зміни вмісту метану при формуванні зон розвантаження гірського масиву, викликаних просуванням очисного забою.

Методика. Визначення вмісту метану у вугільних пластах, зольності вугілля Карагандинського басейну, вмісту метану в гірничих виробках проводилося на підставі відбору й вирізки проб з вугільного масиву в лабораторії «Управління спеціального обслуговування і газифікації» вугільного департаменту АТ «Карм» відповідно до Методика ДМТ (Німеччина). Хімічний склад газів пласта k₁₀ був визначений в лабораторії «Науково-дослідного центру вугілля» (м. Караганда), а також за пробами газоповітряної суміші з дегазаційних свердловин і в робочій зоні шахти «Саранська».

Результати. Була розроблена модель геомеханічного структурування гірського масиву, встановлені закономірності зміни вмісту метану, отримані в конкретних гірничо-технологічних умовах шахти, що використовувалися для продуктивних і безпечних робіт із виїмки вугілля.

Наукова новизна. Уперше розроблена модель геомеханічного структурування вугільно-породного масиву в умовах очисних вибоїв; розроблена параметрична модель, що визначає інтервали проходження гірського цілика до підвищених надходжень метану у вироблений простір; встановлено звязок між динамікою геомеханічних процесів у виробленому просторі. Був встановлений масив вугільних порід і вміст метану у вибої шахти.

Практична значимість. Встановлені закономірності зміни вмісту метану в ціликах гірничих виробок, що виникають при зсуві гірських порід, дозволяють планувати дегазацію гірського масиву, забезпечувати безпечні умови праці шахтарів по газовому фактору, прогнозувати момент утворення основних склепінь покрівлі різного рівня й контролювати викид метану в забій, що були випробувані на шахті «Саранська» вугільного управління АТ «Карм».

Ключові слова: метан, лава, зона розвантаження, вугільний пласт, газоносність, гірський масив, динаміка вмісту метану

References.

1. Drizhd, N. A., Sharipov, N. H., & Lee, K. D. (2013). Methane content and factors influencing degassing efficiency. Proceedings of the University, KSTU, Karaganda, (2), 74-77.

2. Chen, S., Zhang, C., Li, X., Zhang, Y., & Wang, X. (2021). Simulation of methane adsorption in diverse organic pores in shale reservoirs with multi-period geological evolution. International Journal of Coal Science and Technology, 8(5), 844-855. https://doi.org/10.1007/s40789-021-00431-7.

3. Kamarov, R. K., Akhmatnurov, D. R., Mussin, R. A., & Zamaliyev, N. M. (2018). Setting the volume and location of the gas collectors of abandoned coal mines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2) 5-11.

4. Maussymbayeva, A. D., Yurov, V. M., Rabatuly, M., & Rakhimova, G. M. (2024). Assessment of the Influence of the Surface Layer of Coals on Gas-Dynamic Phenomena in the Coal Seam. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2). https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-2/005.

5. Zhang, C., Tu, Sh., Chen, M., & Zhang, L. (2019). Pressure-relief and methane production performance of pressure relief gas extraction technology in the longwall mining. Journal of Geophysics and Engineering, 14(1), 77-89. https://doi.org/10.1088/1742-2140/14/1/77.

6. Ma, Y., Nie, B., He, X., Li, X., Meng, J., & Song, D. (2020). Mechanism investigation on coal and gas outburst: An overview. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 27(7), 872-887. https://doi.org/10.1007/s12613-019-1956-9.

7. Clarkson, C. R., & Bustin, R. M. (2010). Coalbed Methane: Current Evaluation Methods, Future Technical Challenges. SPE Unconventional Gas Conference. Pittsburgh, Pennsylvania, USA. https://doi.org/10.2118/131791-MS.

8. Sasmito, A. P., Birgersson, E., Ly, H. C., & Mujumdar, A. S. (2013). Some approaches to improve ventilation system in underground coal mines environment – A computational fluid dynamic study. Tunnelling and Underground Space Technology, 34, 82-95. https://doi.org/10.1016/j.tust.2012.09.006.

9. Sidorenko, S. A., & Ivanov, V. V. (2017). Improving the efficiency underground mining of coal beds in difficult mining and geological conditions. ARPN. Journal of Engineering and Applied Sciences, 3(12), 882-888.

10. Kenetayeva, A. A., Kenetayeva, Zh. K., Tokusheva, Zh. T., & Rabatuly, M. (2019). Methane content of coal seams of Karaganda basin. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 516(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/516/1/012020.

11. Karacan, C. Ö. (2015). Analysis of gob gas venthole production performances for strata gas control in longwall mining. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 79, 9-18. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.08.001.

12. Buzylo, V., Pavlychenko, A., Borysovska, O., & Saveliev, D. (2019). Investigation of processes of rocks deformation and the earth’s surface subsidence during underground coal mining. E3S Web of Conferences, 123, 01050. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301050.

13. Gray, I. (2012). Mining gassy coals. Proceedings of the 12th Coal Operators’ Conference. Mining Engineering, University of Wollongong, 249-259. Retrieved from https://ro.uow.edu.au/coal/414.

14. Wang, W., Li, H., Liu, Y., Liu, M., Wang, H., & Li, W. (2020). Addressing the gas emission problem of the world’s largest coal producer and consumer. Lessons from the Sihe Coalfield, China. Energy Reports, 6, 3264-3277. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.199.

15. Xueliang Li, Yu Wang, Shuo Xu, Haonan Yang, & Bo Li (2021). Research on Fracture and Energy Evolution of Rock Containing Natural Fractures under Cyclic Loading Condition. Geofluids, 2, 9980378. https://doi.org/10.1155/2021/9980378.

16. Bodden, W. R., & Ehrlichb, R. (1998). Permeability of coals and characteristics of desorption tests: Implications for coalbed methane production. International Journal of Coal Geology, 333-347. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(97)00039-6.

17. Imashev, A., Suimbayeva, A., Zhunusbekova, G., Zeitinova, Sh., Kuttybayev, A., & Mussin, A. (2022). Research into stress-strain state of the mass under open pit with a change in the open-pit bottom width. Mining of Mineral Deposits, 16(3), 61-66. https://doi.org/10.33271/mining16.03.061.

18. Kenetayeva, A. A., Usupayev, S. E., Kryazheva, T. V., & Rabatuly, M. (2021). Demethanization of coal seams in the Karaganda basin. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 677(4). https://doi.org/0.1088/1755-1315/677/4/042118.

19. Li, B., Li, J., Yang, K., Ren, C., Xu, J., & Zhang, M. (2019). Deformation and permeability model of coal and rock considering moisture content Meitan Xuebao. Journal of the China Coal Society, 44(4), 1076-1083. https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2018.0608.

20. Ren, F., Zhang, D., Cao, J., Yu, M., & Li, S. (2018). Study on the Rock Mass Caving and Surface Subsidence Mechanism Based on an In Situ Geological Investigation and Numerical Analysis. Mathematical Problems in Engineering, 1-18. https://doi.org/10.1155/2018/6054145.

21. Karacan, C. Ö. (2011). Probabilistic modeling using bivariate normal distributions for identification of flow and displacement intervals in longwall overburden. Goodman GVR. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 27-41. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2010.08.006.

22. Makarov, V. V., Guzev, M. A., Odintsev, V. N., & Ksendzenko, L. S. (2016). Periodical zonal character of damage near the openings in highly-stressed rock mass conditions. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(2), 164-169. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.09.010.

23. Demin, V., Khalikova, E., & Rabatuly, M. (2024). Research into mine working fastening technology in the zones of increased rock pressure behind the longwall face to ensure safe mining operations. Mining of Mineral Deposits, 18(1) https://doi.org/10.33271/mining18.01.027.

24. Rabatuly, M., Musin, R. A., Demin, V. F., Usupaev, Sh. Е., & Kenetaeva, A. A. (2023). Improving the efficiency of methane extraction from coal seams. Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syria, 324(1). https://doi.org/10.31643/2023/6445.01.

25. Schatzel, S. J., Krog, R. B., & Dougherty, H. (2017). Methane emissions and airflow patterns on a longwall face: Potential influences from longwall gob permeability distributions on a bleederless longwall panel. Transactions of Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 342(1), 51-61. https://doi.org/10.19150/trans.8108.

26. Adhikary, D. P., & Guo, H. (2014). Measurement of Longwall Mining Induced Strata Permeability. Geotechnical and Geological Engineering, 32, 617-626. https://doi.org/10.1007/s10706-014-9737-8.

27. Zhang, S., Tang, S., Zhang, D., Fan, G., & Wang, Z. (2017). Determination of the Height of the Water-Conducting Fractured Zone in Difficult Geological Structures: A Case Study in Zhao Gu No. 1 Coal Seam. Sustainability, 9(7), 1077. https://doi.org/10.3390/su9071077.

28. Tutak, M., & Brodny, J. (2019). Predicting Methane Concentration in Longwall Regions Using Artificial Neural Networks. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(8), 1406. https://doi.org/10.3390/ijerph16081406.

29. Pan, Z., Connell, L.D., Camilleri, M., & Connelly, L. (2010). Effects of matrix moisture on gas diffusion and flow in coal. Fuel, 89(11), 3207-3217. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.05.038.

• < Попередня
• Наступна >