Развитие методов текущего прогноза внезапных выбросов угля и газа на шахтах Кузбасса


Аннотация:

Представлены результаты анализа методов прогнозирования внезапных выбросов угля и газа на шахтах Кузбасса. На глубинах ниже критической по фактору выбросоопасности применяется метод текущего прогноза, базирующийся на контроле основных факторов выбросоопасности (горное давление, внутрипластовое давление газа, прочность угля) по начальной скорости газовыделения и выходу буровой мелочи при поинтервальном бурении контрольных скважин. На практике используют упрощенный вариант этого метода — по структуре пласта и начальной скорости газовыделения при бурении контрольных шпуров. Оба указанных подхода требуют больших затрат времени, что привело к необходимости внедрения автоматизированных геофизических методов: самые распространенные из них — спектрально-акустический и микросейсмический, также называемый методом акустической эмиссии. Кроме них известны газоаналитический и температурный методы.

Каждый из четырех перечисленных методов в отдельности дает недостаточно достоверный прогноз. Для повышения достоверности аналитически обосновывается метод, при котором напряженное состояние контролируется спектрально-акустическим методом, а газовый фактор — газоаналитическим (по концентрации газа у забоя выработки). Прочность угля периодически измеряется прочностномером, принцип действия которого основан на внедрении металлического пуансона в уголь под действием пружинного механизма. Показатель выбросоопасности определяется спектрально-акустическим методом, а его критическое значение непрерывно корректируется на основании замеров концентрации газа у забоя выработки аппаратурой аэрогазового контроля.

Результаты представленных исследований будут использованы для разработки методики определения критического значения показателя выбросоопасности спектрально-акустическим методом для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий проведения выработок.


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. Информационный бюллетень Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2018. — № 4 (97). — 60 с.
  2. Годовой отчет о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2017 году. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2018. — 420 с.
  3. Артемьев В.Б., Галкин В.А., Кравчук И.Л. Безопасность производства (организационный аспект). — М.: Горная книга, 2015. — 144 с.
  4. Иванов Ю.М. Комплексное обеспечение безопасности труда на предприятиях АО «СУЭК-Кузбасс»// Подземная угледобыча XXI век-2: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2018. — № 11 (спец. вып. 49). — Т. 2. — С. 326–332.
  5. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. — М.: Гос. науч.-техн. изд-во лит-ры по горному делу, 1961. — 364 с.
  6. Чернов О.И., Пузырев В.Н. Прогноз внезапных выбросов угля и газа. — М.: Недра, 1979. — 296 с.
  7. Coal and gas outburst dynamic system/ Fan Chaojun, Li Sheng, Luo Mingkun et al.// International Journal of Mining Science and Technology. — 2017. — Vol. 27. — Iss. 1. — P. 49–55. DOI: 10.1016/j.ijmst.2016.11.003
  8. A semi-quantitative coal burst risk classification system/ O. Vardar, C. Zhang, I. Canbulat, B. Hebblewhite// International Journal of Mining Science and Technology. — 2018. — Vol. 28. — Iss. 5. — P. 721–727. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.08.001
  9. Regression analysis of major parameters affecting the intensity of coal and gas outbursts in laboratory/ Geng Jiabo, Xu Jiang, Nie Wen et al.// International Journal of Mining Science and Technology. — 2017. — Vol. 27. — Iss. 2. — P. 327–332. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.01.004
  10. Black D.J. Investigations into the identification and control of outburst risk in Australian underground coal mines// International Journal of Mining Science and Technology. — 2017. — Vol. 27. — Iss. 5. — P. 749–753. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.07.006
  11. Факторы, определяющие формирование и проявление выбросоопасности углей Донбасса/ А.Г. Радченко, О.Л. Шалованов, Т.И. Скопич, А.А. Радченко// 3-я конф. Междунар. науч. школы акад. К.Н. Трубецкого «Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр»: сб. докл. — М.: ИПКОН РАН, 2018. — С. 276–279.
  12. 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, 2019. — 150 с. 
  13. Рудаков В.А., Захарочкин С.П. Методика разграничения участков угольных пластов на опасные и неопасные по внезапным выбросам угля и газа// Вопросы повышения безопасности горных работ на шахтах: материалы науч.-практ. конф. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003. — С. 62–66.
  14. Региональный прогноз выбросоопасности угольных пластов Кузбасса/ В.А. Кнуренко, В.А. Рудаков, П.В. Егоров, А.В. Сурков. — Кемерово: Академия горных наук, 1997. — 119 с.
  15. Зыков В.С., Егоров П.В., Потапов П.В. Прогноз и предотвращение внезапных выбросов угля и газа в очистных забоях угольных шахт. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003. — 198 с.
  16. Шадрин А.В. Комплексный геофизический прогноз выбросоопасности угольных пластов// Безопасность труда в промышленности. — 2019. — № 1. — С. 42–48. DOI: 10.24000/0409-2961-2019-1-42-48
  17. Пузырев В.Н., Вершинин Н.Г. Совершенствование метода прогноза выбросоопасных и неопасных зон по газовыделению из шпуров// Борьба с газом, внезапными выбросами и пожарами в угольных шахтах: сб. науч. тр. — Кемерово: ВостНИИ, 1975. — Т. 24. — С. 144–160.
  18. Мирер С.В., Хмара О.И., Шадрин А.В. Спектрально-акустический прогноз выбросоопасности угольных пластов. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 1999. — 92 с.
  19. Shadrin A.V., Kontrimas A.A., Teleguz A.S. Comparative analysis of options for applying spectral-acoustic method of gas-dynamic phenomena forecasting// IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/206/1/012042/pdf (дата обращения: 15.04.2019). DOI: 10.1088/1755-1315/206/1/012042
  20. Иванов Б.Н., Хейфец А.Г., Аюров В.Д. Автоматизированный способ прогноза выбросоопасных зон угольных  пластов  на  шахтах  Донбасса// Прогноз и предотвращение внезапных выбросов при проведении подготовительных выработок на выбросоопасных пластах: сб. науч. сообщ. № 252. — М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1986. — С. 70–74.
  21. Бабенко В.С., Ткаченко Е.С., Зеленская Е.И. Сопоставление различных критериев выбросоопасности угольных пластов при проведении подготовительной выработки// Уголь. — 1991. — № 7. — С. 60–61.
  22. Shadrin A.V. Geophysical criterion of pre-outburst crack propagation in coal beds// Journal of Mining Science. — 2016. — Vol. 52. — Iss. 4. — P. 670–682.
  23. Shadrin A., Diyuk Yu. Geophysical criterion of preoutburst coal outsqueezing from the face space into the working// International Journal of Mining Science and Technology. — 2019. — Vol. 29. — Iss. 3. — P. 499–506. DOI: 10.1016/j.IJMST.2018.11.001

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

DOI: 10.24000/0409-2961-2019-7-22-31
Год: 2019
Номер журнала: Июль
Ключевые слова : критерий выбросоопасности прогноз выбросоопасности основные факторы выбросоопасности инструментальные и геофизические методы
Авторы:
  • Шадрин А.В.
    Шадрин А.В.
    д-р техн. наук, вед. науч. сотрудник, avsh-357@mail.ru ФИЦ УУХ СО РАН, Кемерово, Россия