Квантовые основы метаноопасности угольных пластов

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2021-1-91-97
И.Е. Колесниченко, Е.А. Колесниченко, Е.И. Любомищенко, Е.И. Колесниченко
Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова, г. Шахты, Российская Федерация
Горная Промышленность №1 / 2021 стр. 91-97

Читать на русскоя языке Резюме: Статья посвящена проблеме предотвращения внезапных выбросов метана и угля. Приведены данные о внезапных выбросах в 2017–2020 гг. Показано, что эффективных способов предотвращения нет, так как нет методов прогноза выбросоопасных участков в угольных пластах. Приведены цель и методы исследования. Проблему необходимо решить в результате идентификации в пластах выбросоопасных участков с учётом объективных закономерностей отложения торфяника и разработки на основе квантовой теории циклических энергетических процессов образования и увеличения скоростного напора метана. Показаны пять объективных факторов, обоснованных документальными и приборными данными в результате анализа 267 внезапных выбросов в пределах одного месторождения. Основными признаками являются межпластовые слои при слиянии пластов и одинаковые изогипсы в пределах соседних шахтопластов. Отмечено, что известные гипотезы рассматривают физико-химические процессы в угольном пласте без учёта источников энергии. Авторами изложена квантовая теория источников энергии в угольном пласте. Обоснованы объективные условия применения этой теории. Впервые доказано, что электромагнитные излучения электронами атомов молекулярной структуры угольного вещества являются источником образования метана и процессов метаморфизма. Доказано, что отделение атомов происходит электромагнитным излучением и силовым способами. Силовой способ проявляется при сжатии атомов и является основным во время погружения пласта в местах геологических нарушений и в зоне влияния горных выработок. Рекомендуется с применением квантовой теории исследовать способы предотвращения вынужденных процессов повышения температуры и скоростного напора метана в опасных слоях угольных пластов.

Ключевые слова: метаноопасность, квантовые основы, внезапные выбросы, метан, электрон, электро-магнитные излучения, энергия, скоростной напор, метаноносность, фотоны, силовой способ, цепная реакция излучений

Для цитирования: Колесниченко И.Е., Колесниченко Е.А., Любомищенко Е.И., Колесниченко Е.И. Квантовые основы метаноопасности угольных пластов. Горная промышленность. 2021;(1):91–97. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-1-91-97.


Информация о статье

Поступила в редакцию: 12.01.2021

Поступила после рецензирования: 19.01.2021

Принята к публикации: 25.01.2021


Информация об авторе

Колесниченко Игорь Евгеньевич – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой проектирования и строительства автомобильных дорог, заместитель директора по учебной работе Автодорожного института (филиала), Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова; г. Шахты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Колесниченко Евгений Александрович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры проектирования и строительства автомобильных дорог Автодорожного института (филиала), Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова; г. Шахты, Российская Федерация; e-mail: kolesnichenko-2718@ rambler.ru

Любомищенко Екатерина Игоревна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры проектирования и строительства автомобильных дорог Автодорожного института (филиала), Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова; г. Шахты, Российская Федерация; ORCID: https://orcid.org/0000-00029495-7385; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Колесниченко Евгений Игоревич – студент кафедры проектирования и строительства автомобильных дорог Автодорожного института (филиала), Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова; г. Шахты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Список литературы

1. Ходот В.В. Современные представления о природе и механизме внезапных выбросов угля и газа. Материалы совещания по внезапным выбросам угля и газа. М.: Углетехиздат; 1952.

2. Колесниченко Е.А., Артемьев В.Б., Колесниченко И.Е. Внезапные выбросы метана: теоретические основы. М.: Горное дело; 2013. 232 с.

3. Малинникова О.Н. Механохимическое образование метана при разрушении угля. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Научный журнал Российского газового общества. 2019;(1):10–16.

4. Фейт Г.Н., Малинникова О.Н. Предельное напряжённое состояние и процессы разрушения трещиноватых газоносных угольных пластов. В: Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках: Материалы XXII Международной научной школы им. акад. С.А. Христиановича, Крым, Алушта, 17–23 сентября 2012 г. Симферополь: Таврический национальный университет, 2012. С. 335–337.

5. Опарин В.Н., Киряева Т.А. Геомеханические и физико-химические процессы, определяющие выбросо- и пожароопасность угольных пластов Кузбасса. Механизмы разрушения горных пород. Вестник инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2014;(3):69–87. Режим доступа: https://www.dvfu.ru/vestnikis/archive-editions/3-20/7/

6. Xia T., Wang X., Zhou F., Kang J., Liu J., Gao F. Evolution of coal self-heating processes in longwall gob areas. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015;86:861– 868. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.03.072.

7. Xia T., Zhou F., Gao F., Kang J., Liu J., & Wang J. Simulation of coal self-heating processes in underground methanerich coal seams. International Journal of Coal Geology. 2015;141-142:1–12. DOI: 10.1016/j.coal.2015.02.007.

8. Luo Y., Li S. Excess Coalbed Methane Production Mechanism in the Process of Coal Tectonic Deformation. Journal of Geoscience and Environment Protection. 2016;4(7):175–178. DOI: 10.4236/gep.2016.47019.

9. Chen K. A new mechanistic model for prediction of instantaneous coal outbursts - Dedicated to the memory of Prof. Daniel D. Joseph. International Journal of Coal Geology, 2011;87(2):72–79. DOI: 10.1016/j.coal.2011.04.012.

10. Махмудов Х.Ф. Термоактивационный механизм релаксации механоэлектрических эффектов в твёрдых диэлектриках. Журнал технической физики. 2011;81(1):76–61. Режим доступа: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/10200

11. Колесниченко И.Е., Артемьев В.Б., Колесниченко Е.А., Любомищенко Е.И. Квантовая теория энергетических процессов в молекулярных структурах угольного пласта. М.: Горная книга; 2020. 40 с. Режим доступа: http://www.gornaya-kniga.ru/catalog/2246

12. Колесниченко И.Е., Артемьев В.Б., Колесниченко Е.А., Любомищенко Е.И. Основы квантовой теории образования в угольных пластах и дегазации метана. Горная промышленность. 2019;(2):47–50. DOI: 10.30686/1609-9192-2019-2-144-47-50.