Об эффективности дегазации выемочных участков для условий пологих пластов юга Кузбасса


Аннотация:

Приведены результаты математического моделирования процессов формирования газового коллектора в выработанном пространстве при отработке выемочных столбов комплексно-механизированными забоями. Так как выработанное пространство имеет аэродинамическую связь с действующими выработками, очевидно, что оно — неотъемлемая часть шахтной вентиляционной сети. В связи с тем, что обрушенные среды — важные составляющие газового баланса выемочных участков, для разработки эффективных систем управления газовыделением необходимо при создании компьютерных моделей вентиляционных сетей интегрировать в них модель выработанного пространства.
Авторами принято во внимание, что в пористых средах распределение пустот — беспорядочное, хаотичное и фильтрационные течения характеризуются нерегулярными изменениями линий тока. На этом основании принято допущение, что фильтрация в выработанном пространстве происходит в турбулентном режиме.
Для решения поставленной задачи применен программный комплекс «Вентиляция». При создании модели использованы горно-геологические и горнотехнические условия одной из шахт Байдаевского месторождения. Выделение метана на выемочном участке задано в соответствии с основными составляющими газового баланса. Метанообильность каждого источника оценена с помощью программы «Вентиляция выемочных участков».
Выполнено моделирование аэрогазодинамических процессов в выработанном пространстве для разных систем управления газовыделением на участке. Результаты исследований представлены в виде 3D-моделей и изоповерхностей слоев трехмерной разностной сетки. Предложена система управления газовыделением с использованием изолированного отвода метановоздушной смеси из выработанного пространства дегазационными скважинами, пробуренными с поверхности в зоны максимальных концентраций метана в зоне обрушения.
Примененный подход позволяет разрабатывать эффективные технико-технологические решения, обеспечивающие повышение безопасности ведения горных работ и увеличение нагрузки на очистной забой.

Ю.М. Говорухин, канд. техн. наук, вед. науч. сотрудник, govorukhin_ym@mail.ru А.Н. Домрачев, д-р техн. наук, проф., ст. науч. сотрудник В.Г. Криволапов, канд. техн. наук, вед. науч. сотрудник Д.Ю. Палеев, д-р техн. наук, проф., начальник отдела ФГКУ «Национальный горноспасательный центр», Новокузнецк, Россия Ю.М. Филатов, канд. техн. наук, ген. директор АО «НЦ ВостНИИ», Кемерово, 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. Палеев Д.Ю., Балаганский М.Ю., Кнышенко А.Н. О численном методе решения стационарной задачи проветривания горных выработок и выработанного пространства шахты// Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2010. — № 1. — С. 31–34.
2. Методология моделирования фильтрации газовоздушных смесей в выработанном пространстве выемочного участка/ Ю.М. Говорухин, А.Н. Домрачев, В.Г. Криволапов и др.// Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2011. — № 1. — С. 72–76.
3. Gharehdash G., Barzegar M. Numerical models currently being developed for use in mining industry// Mine planning and equipment selection. Proceedings of the 22nd MPES Conference. — Drezden: Springer, 2013. — P. 481–490.
4. Guo H., Yuan L. An integrated approach to study of strata behaviour and gas flow dynamics and its application// International Journal of Coal Science & Technology. — 2015. — № 2 (1). — P. 12–21.
5. Liu X., Yang S. Three-dimensional numerical simulation of methane drainage by high-level drill holes in a lower protective coal seam with a «U» type face// International Journal of Coal Science & Technology. — 2014. — № 1 (4). — P. 434–440.
6. Gas drainage from different mine areas: optimal placement of drainage systems for deep coal seams with high gas emissions/ P Lu, P. Li, J. Chen et al.// International Journal of Coal Science & Technology. — 2015. — № 2 (1). — P. 84–90.
7. Риб С.В., Басов В.В. Методика подготовки исходных данных для решения двумерных задач численного моделирования неоднородных угольных целиков// Вестник сибирского государственного индустриального университета. — 2014. — № 4 (10). — С. 11–14.
8. Временные рекомендации по снижению газообильности выемочных участков шахт Кузбасса поверхностными газоотсасывающими вентиляторами, установленными на устьях вентиляционных скважин. — Кемерово: ВостНИИ, 1987. — 30 с.
9. Гращенков Н.Ф., Петросян А.Э., Фролов М.А. Рудничная вентиляция: справочник/ под ред. К.З. Ушакова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1988. — 440 с.
10. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. — Макеевка–Донбасс: МакНИИ, 1989. — 319 с.
11. Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок. — Сер. 05. — Вып. 18. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2010. — 152 с.
12. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: МГГУ, 2004. — 481 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