Дистанционная оценка динамического состояния устойчивости углепородного горного массива в зоне его влияния на аэрогазовый режим подземной выработки


Аннотация:

Сформулированы принципы и задачи повышения эффективности прогноза аэрогазового состояния горных выработок при ведении подземных горных работ. Принципы основаны на непрерывной оценке структуры массива отрабатываемого пласта и вмещающих пород, а также на контроле зон дезинтеграции. Исследовано влияние текущей метаноносности угольного пласта на газовыделения в зонах ведения горных работ по принципу динамической взаимосвязи «газовые потоки — напряженное состояние», что совместно с разработанной 3D моделью легло в основу построения телекоммуникационной геоинформационной аналитической подсистемы обработки пространственно-временной информации. Предложено использовать такую подсистему в качестве неотъемлемой части многофункциональных систем безопасности угольных шахт, обеспечивающих мониторинг геодинамических, газодинамических и техногенных процессов, процессов предварительной и текущей дегазации пласта. Решение конкретных задач выполняется на основе концепции, включающей: теоретическое обоснование механизма развития динамических явлений в рамках эволюции структуры и параметров напряженного состояния горного массива в зонах влияния горнотехнических работ; внедрение подсистемы, объединяющей контроль параметров шахтной атмосферы и дистанционный контроль структуры и параметров напряженного состояния горного массива, при прогнозировании аэродинамического состояния горных выработок; прогноз риска развития опасных геогазодинамических явлений, основанный на физической связи процессов перераспределения газового потока с эволюцией напряженного состояния в горном массиве; безальтернативную возможность дистанционной оценки структуры и параметров напряженно-деформированного состояния горного массива по его сейсмическому отклику с учетом показаний аппаратно-программных средств контроля аэрогазового состояния подземных выработок.

С.Э. Лапин, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник, sergei.l@bk.ru Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Правила безопасности в угольных шахтах: федер. нормы и правила в обл. пром. безопасности. — 5-е изд., испр. и доп. — Сер. 05. — Вып. 40. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2018. — 198 с.
2. Инструкция по прогнозу динамических явлений и мониторингу массива горных пород при отработке угольных месторождений: федер. нормы и правила в обл. пром. безопасности. — Сер. 05. — Вып. 49. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2018. — 150 с.
3. Положение об аэрогазовом контроле в угольных шахтах. — 3-е изд., испр. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2017. — 102 с.
4. Инструкция по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану и/или диоксиду углерода: федер. нормы и правила в обл. пром. безопасности. — 3-е изд., испр. — Сер. 05. — Вып. 34. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2017. — 64 с.
5. ГОСТ Р 55154—2012. Оборудование горно-шахтное. Системы безопасности угольных шахт многофункциональные. Общие технические требования. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103247 (дата обращения: 25.04.2018).
6. Писецкий В.Б. Механизм разрушения осадочных отложений и эффекты трения в дискретных средах// Известия вузов. Горный журнал. — 2005. — № 1. — С. 48–66.
7. Aydan Ö., Ulusay R., Tokashiki N. A new rock mass quality rating system: rock mass quality rating (RMQR) and its application to the estimation of geomechanical characteristics of rock masses// Rock Mechanics and Rock Engineering. — 2014. — Vol. 47. — Iss. 4. — P. 1255–1276.
8. Permeability distribution characteristics of protected coal seams during unloading of the coal body/ Haidong Chen, Yuanping Cheng, Tingxiang Ren et al.// International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. — 2014. — Vol. 71. — P. 105–116.
9. Evolution of coal permeability from stress-controlled to displacement-controlled swelling conditions/ Jishan Liu, Zhongwei Chen, D. Elsworth et al.// Fuel. — 2011. — Vol. 90. — Iss. 10. — P. 2987–2997. DOI: 10.1016/j.fuel.2011.04.032
10. A method of determining the permeability coefficient of coal seam based on the permeability of loaded coal/ Li Bo, Wei Jianping, Wang Kai et al.// International Journal of Mining Science and Technology. — 2014. — Vol. 24. — Iss. 5. — Р. 637–641. DOI: 10.1016/j.ijmst.2014.04.002
11. Biot M.A. Mechanics of Incremental Deformation. — New York: Willey, 1965. — 504 p.
12. Пат. US 6498989 B1 США. Method for predicting dynamic, parameters of fluids in a subterranean reservoir/ V. Pisetski, V. Kormilcev, A. Ratushnak; заявл. 01.12.1999; опубл. 24.12.2002.
13., Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1994. — 382 с.
14. «Микон-Гео» — система оперативного обнаружения и контроля состояния зон развития опасных геогазодинамических явлений при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом/ Э.С. Лапин, В.Б. Писецкий, А.Г. Бабенко, Ю.В. Патрушев// Безопасность труда в промышленности. — 2012. — № 4. — С. 18–22.
15. Лапин С.Э., Вильгельм А.В., Писецкий В.Б. Особенности проектирования систем контроля и прогноза гео- и газодинамических явлений// Безопасность труда в промышленности. — 2014. — № 7. — С. 41–44.
16. Прогноз устойчивости горного массива на основе метода сейсмической локации в процессах строительства подземных сооружений/ В.Б. Писецкий, В.В. Власов, В.П. Черепанов и др.// Инженерные изыскания. — 2014. — № 9–10. — С. 46–51. DOI: 10.25296/1997-8650-2014-9-10-46-51
17. Лапин С.Э., Писецкий В.Б. К разработке геоинформационной панели безопасности подземных горных работ на основе связанных решений по прогнозу развития напряженного состояния массива горных пород и газовых потоков// Чебышевский сборник. — 2017. — Т. 18. — № 3. — С. 350–362. DOI: 10.22405/2226-8383-2017-18-3-350-362
18., Морозов Е.М., Левин В.А., Вершинин А.В. Прочностной анализ. ФИДЕСИС в руках инженера. — М.: Издательская группа URSS, 2015. — 408 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее