Введение к работе
Актуальность топы. Количество аварий; обусловленных нарушением газового режима на метанообильных шахтах, остаётся на достаточно высоком уровне и составляет более 4 % от всех аварий в угольной промышленности. При этом дальнейшее повышение безопасности труда подземных работ предполагается осуществлять за счет автоматизации систем проЕет-ривания тахты на основе управления распределением воздуха между участками. В Донецком угольном бассейне дальнейшая добыча угля связана со значительным увеличением глубины разработки угольных пластов, опасных по газу и внезапным выбросам. В связи с этим в шахтные выработки поступает значительное количество метана, что приводит к возникновению взрывоопасных концентраций газа Газовая обстановка в выработках является весьма изменчивой и зависит от геологических и производственных- условий и в частности от рекпма работы кеханизмов. Поэтому решение поставленной задачи в условиях постоянного роста газообилыюсти кахт возмозю лигь при наличии достоверного прогноза газовой ситуации в выработках.
Однако, действующие нормативные документы не позволяет прогнозировать динамику кетановиделэнкй, а следовательно и .определять потребное количество воздуха на характерных технологических интервалах. С другой стороны, нормативные методики не являются достаточно'точными и зачастую наблюдаются значн- " тельные отклонения прогнозируемого газовыделения от фактических данных. Наиболее весомым источником выделения на очистных и подготовительных учаетігах является угольный пласт, поэтому дальнейшее совершенствование методов прогноза газовыделения из разрабатываемого угольного пласта является актуальной научной задачей.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с хоздо-
говорной темой кафедры АОТиОС "Разработать, методы оценки возможных объёмов выделения метана в горные выработки и его извлечения средствами дегазации применительно к условиям шахт восточного и центрального районов Донбасса" (номер государственной регистрации 01860132199 ).
Цель работы- установление закономерностей динамики метановыдедения из разрабатываемого угольного пласта, учитывающих связь скорости газовыделения с режимами работы механизмов и технологическими параметрами очистных и подготовительных работ, для повышения достоверности прогноза метано-выделения.
Идея' работы заключается б том, что повышение достоверности прогноза обеспечивается на основе моделирования динамики метановыделения из пласта с уче'том изменений физико-химических свойств угля при внешних технологических воздействиях.
Научные положения, разработанные л и ч и о с о и с к а т е л е и,. и их новизна
установлены закономерности выделения метана из разрабатываемого угольного пласта и отбитого угля, отличающиеся тем, что учитывают влияние технологии добычи;
обоснованы физические условия применимости линеаризованного уравнения фильтрации газа в угольном пласте и получе-
' ны формулы для прогноза газовыделений в очистные и подготовительные выработки с поверхности обнажения пласта;
- разработана математическая модель газовиделения из от
битого угля и установлены закономерности для прогноза газовы-
дзления.с учетом газодинамических и механических свойств уг
ля, технических характеристик механизмов и принятой техноло
гии добычи;
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и р е it 6 ы е и д а ц к и подтверждается:
достаточным объёмом .экспериментальных исследований;
удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и шахтных наблюдений (относительное отклонение не более 15 7.).
Научное значение работы заключает- ся в том, что определены зависимости,связывающие технологические параметры оборудования, организацию работ и горно-геологические условия разработки с метаиовыделением с обнатаиной поверхности разрабатываемого угольного пласта и отбитого уг-. ля, которые могут быть использованы для прогноза газообильности выработок угольных иахт, разрабатывающих высокогазоносные пласты.
Практическое значение работы заключается в разработке:
, - методики прогноза газовыделения из угольного пласта и пакета программ для его реализации, применение которой позволяет предупредить возникновение аварийкой ситуации;
- способа определения площади поперечного сечения горных
выработок, позволяющем улучшить контроль за газовоздукт' ро
димом в шахте.
Реализация выводов к ре it о иен наций работы.
Научные и практические результаты работы использованы при составлении "Руководства по проектированию вентиляции угольных шахт", утвержденного Шнуглепроиом СССР и Госгортех-надзором СССР 21.01.86 Г. для опытно-промышленной проверки его в качестве 'нормативного документа, и опробованы па пахте "Краснокутская" П. О. "ДонОассантрацит".
Апробация работа Основные полозке-нил диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского политехнического института (г.Тула, 1985- 1991 г. г.);
- 6 -на научно-технических семинарах лабораторий рудничной вентиляции и дегазации ИГД им. А.А.Скочинского (г.Люберцы, 1986-1988 г. г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ и получено авторское свидетельство на изобретение.
О б ь ё и работы. Диссертационная работа состоит и; введения, пяти глав , заключения и содержит 139 страниц текста, в том числе 30 рисунков , 19 таблиц, список литературы из 96 наименований.