Применение акустических методов для управления параметрами гидрообработки горного массива и оценки ее эффективности

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-2-138-79-82

А.В. Шадрин, д-р. техн. наук,

Ю.А. Диюк, инженер,

А.С. Телегуз, ведущий инженер, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, г. Кемерово

Интенсификация горных работ и увеличение глубины разработки угольных месторождений осложняются проявлением динамических явлений (ДЯ), природа которых обусловлена физико-механическими и фильтрационно-коллекторскими свойствами угольного пласта, структурой углепородного массива и технологией ведения горных работ. Угольные пласты, содержащие пачки достаточной мощности нарушенного газонасыщенного угля, особенно в окрестности дизъюнктивных нарушений, осложняющих естественную фильтрацию метана, опасны внезапными выбросами угля и газа и им подобными явлениями. Пласты крепкого угля в зонах повышенного горного давления опасны проявлениями горных ударов.

Начиная с глубины 500 м в очистных забоях с мощной труднообрушаемой кровлей происходят интенсивные и опасные внезапные выдавливания угля, сопровождающиеся повышенным газовыделением. Их результатом является поломка забойного оборудования и возникновение угрозы жизни для горнорабочих. Кроме того, зависание кровли вызывает увеличение горного давления на угольный массив в зоне очистного забоя и на сопряжениях его с горными выработками, что провоцирует горный удар или иные динамические явления [1]. В частности, локальный горный удар может перерасти во внезапный выброс угля и газа. Из-за влияния зависающей кровли, имеющей значительную площадь, оставленные целики и охраняемые подготовительные выработки подвергаются действию опорного давления большой величины. Это приводит к разрушению горных выработок и, соответственно, к нарушению нормального режима работы добычного оборудования, транспортных средств и проветривания забоев.

В связи с этим должны применяться способы прогноза опасности проявления ДЯ, а при возрастании опасности до критической величины – способы воздействия на горный массив для снятия этой опасности. Среди таких способов снижения опасности особую группу составляют способы гидрообработки. Эта часть материала предоставляется за плату.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Клишин, В.И. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений / В.И. Клишин, Л.В. Зворыгин, А.В. Лебедев, А.В. Савченко. Рос. акад. наук. Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела. Новосибирск: Издательский дом «Новосибирский писатель», 2011. 524 с.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по прогнозу динамических явлений и мониторингу массива горных пород при отработке угольных месторождений». Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15.08.2016 г. №339. 129 с.

3. Шадрин, А.В. Сравнение критериев выбросоопасности угольных пластов для спек- трально-акустического и инструментального методов прогноза / А.В. Шадрин, Ю.А. Бирева // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: науч. журнал / Сиб. гос. ун-т; под общей ред. В.Н. Фрянова. Новокузнецк, 2016. №2. С.410-416.

4. Shadrin, A.V. Comparison of outburst danger criteria of coal seams for acoustic spectral and instrumental forecast methods / A.V. Shadrin, Yu.A. Bireva // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 45, Number 1 (2016), 012008.

5. Азаров Н.Я. Сейсмоакустический метод прогноза горно-геологических условий экс- плуатации угольных месторождений / Н.Я. Азаров, Д.В. Яковлев. М.: Недра, 1988. 199 с.

6. Тайлаков О.В. К вопросу повышения достоверности прогноза динамических явлений и контроля напряженного состояния в угольных шахтах с использованием сейсмоакусти- ческих методов / О.В. Тайлаков, С.В. Соколов // Горная промышленность. 2017. -№6. С. 72-75.

7. Шадрин А.В. Акустическая эмиссия выбросоопасных пластов / А.В. Шадрин, В.С. Зыков. М.: ЦНИЭИуголь, 1991. 43 с.

8. Грешников В.А., Дробот Ю.В. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий. М.:: Изд-во стандартов, 1976. 272 с.

9. Шадрин А.В. Автоматизированный мониторинг противовыбросных мероприятий при разработке угольных пластов: дис. д-ра техн. наук: 25.00.20 / Александр Васильевич Шадрин; Кузбасский гос. техн. ун-т. Кемерово, 2004. 356 л.

10. Шадрин, А.В. Акустический двухчастотный метод контроля напряженного состо- яния горного массива / А.В. Шадрин, М.В. Дегтярева // Вестник Научного центра по безо- пасности работ в угольной промышленности. 2013, №1.2. С. 55-59.

11. Шадрин А.В. Особенности модификаций спектрально-акустического прогноза ди- намических явлений в угольных шахтах // 50 лет Российской научной школе комплексного освоения недр Земли. Материалы Международной научно-практической конференции. 13- 16 ноября 2017. М.: ИПКОН РАН, 2017. С. 85-89.

12. Шадрин А.В. Перспективы применения акустических методов при прогнозе и пре- дотвращении газодинамических явлений и крупноплощадных обрушений кровли в угольных шахтах / А.В. Шадрин, А.С. Телегуз // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2017, №3. С. 10-14.

13. Черданцев Н.В. Расчет траектории движения одиночной трещины, расположенной в массиве горных пород, нагруженной давлением жидкости / Н.В. Черданцев, А.В. Шадрин // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2017, №4. С. 18-26.

Ключевые слова: углепородный массив, динамические явления, прогноз опасности, сейсмическое просвечивание, гидрообработка, акустическая эмиссия, спектрально-акустический метод, контроль эффективности

Журнал "Горная Промышленность" №2 (138) 2018, стр.79

У вас нет прав на просмотр этого материала. Доступ к нему осуществляется по подписке. Информацию по подписке можно получить здесь. Вот список подписок, которые позволяют просматривать эту статью:

2018 Онлайн 6 номеров (2700 руб.) - Войти и оплатить

2018 Онлайн + Печатная 6 номеров (6000 руб.) - Войти и оплатить

2018 №2 Онлайн (450 руб.) - Войти и оплатить

2018 №2 Онлайн + Печатная (1000 руб.) - Войти и оплатить