|
Влияние водонасыщения угольных образцов с центральным
отверстием на их модуль упругости при одноосном
сжатии вдоль оси отверстия
Минеев С.П.1*, Усов О.А.1,
Поляков Ю.Е.1, Боднарь А.А.2,
Уколова Т. М. 1
1Институт
геотехнической механики имени Н.С. Полякова Национальной академии наук
Украины, 49005, г. Днепр, ул.Симферопольская,
2a, Украина.
2ЧАО «Донецксталь», г. Покровск, Донецкой обл., ул.
Шахтеров, 1, Украина.
*Ответственный
автор: e-mail: sergmineev@gmail.com
Физико-технические проблемы горного производства,
2020, (22), 19-30.
https://doi.org/10.37101/ftpgp22.01.002
full
text (pdf)
АННОТАЦИЯ
Цель.
Оптимизация технологии гидрорыхления для снижения
выбросоопасности угольных пластов на больших глубинах
за счет использования эффекта их деформационной разгрузки. Задачами
исследований является получение на современном оборудовании деформационных
кривых при водонасыщении образцов угля по приближенной к натурным условиям
схеме – через отверстие, просверленное в центре образца и оценка влияния
влаги на модуль упругости и степень разгрузки пласта от горного давления.
Методика. Сравнение
экспериментальных деформационных кривых одноосного сжатия образца угля с
центральным отверстием при различных значениях его влажности. Влажность
образца изменялась путем нагнетания воды в центральное отверстие образца.
Результаты. Деформационная
кривая имеет вид одночленной степенной зависимости. Эта зависимость имеет
вогнутый характер и заметно отличается от закона Гука. При одной и той же
деформации повышение влажности на 2% снижает напряжения – в 3,2 раза, а
модуль упругости снижается в 2,5раза. Эти данные могут стать некоторой
основой для уточнения параметров прогноза выбросоопасности
при ведении горных работ.
Научная новизна.
Впервые установлено, что изменение влажности образца изменяет кривизну его
деформационной кривой. Повышение влажности увеличивает вогнутость
деформационной кривой – наибольший прирост деформации наблюдается при не
высоких напряжениях.
Практическая значимость. Полученные результаты позволят снизить требования к
величине давления гидрообработки выбросоопасных угольных пластов при проведении
подготовительных выработок на больших глубинах. За счет этого снижается
стоимость и массо-габаритные характеристики насосов высокого давления и
повышается производительность проходческих работ.
Ключевые слова:
деформационная кривая, напряжения, влажность, выбросоопасность,
податливость
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Минеев С.П.
(2016). Прогноз и способы борьбы с газодинамическими явлениями на шахтах
Украины. Мариуполь: Восточный издательский дом, 258 с.
2.
Коптиков В.П., Бокий Б.В., Минеев С.П.,
Южанин И.А., &Никифоров А.В. (2016). Совершенствование
способов и средств безопасной разработки угольных пластов, склонных к
газодинамическим явлениям. Донецк: Проминь,
480 с.
3.
Минеев С.П.,
Потапенко А.А., Мхатвари Т.Я., Никифоров А.В., Кузяра С.В., &Тимофеев Э.И. (2013). Повышение
эффективности гидрорыхления выбросоопасных
угольных пластов. Донецк: Східний
видавничий дім.
216 с.
4. http://fccland.ru/gornye-udary/3103-
html
5.
Чернов О.И., Розанцев Е.С. (1975). Подготовка шахтных полей
с газовыбросоопасными пластами. Москва:
Недра, 287 с.
6. Vasilyev, D., Polyakov, Y., &Potapenko,
A. (2013). Method of calculation of the minimum pressure of hydro breaking
of the coal layer. Mining of Mineral Deposits. – Leiden, The
Netherlands: CRC Press/Balkema, 177-179,
7.
Усов O.A., &Поляков Ю.Е.
(2016). Факторы влияния гидрообработки угля
на разгрузку призабойной части массива.
Геотехническая механика, (129), 166-172
8.
Поляков Ю.Е.
(2016). Деформационная модель разгрузки увлажненного угольного
массива. Геотехническая механика, (130), 125-136
9.
Усов О.А.
(2015). Оценка соответствия линейного закона фильтрации воды реальной
динамике изменения ее давления при нагнетании в угольные пласты. Геотехническая
механика, (120), 93-101
10.
Усов О.А.,
Минеев С.П., Дякун Р.А., Поляков Ю.Е., Трохимец Н.Я., Янжула А.С., Рудь
В.П. (2017). Лабораторные исследования двумерной фильтрации воды через
угольные образцы. Форум гірників - 2017: матеріали міжнар. конф., 4-7
жовтня 2017р., м. Дніпро.
– Д.: Національний гірничий
університет, с. 298-307
|
