Сапегін В. М. Розробка методу розрахунку динамічних напружень у присвердловинній зоні вуглепородного масиву від впливу робочих агентів

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0414U005716

Здобувач

Спеціальність

  • 05.15.09 - Геотехнічна і гірнича механіка

21-11-2014

Спеціалізована вчена рада

Д08.188.01

Анотація

Об'єкт дослідження: процес нестаціонарного деформування вуглепородного масиву під впливом робочих агентів у свердловинах. Мета дослідження:є встановлення закономірності зміни інерційних динамічних розтягуючих напружень у присвердловинній зоні газоносного вуглепородного масиву від впливу робочих агентів і розроблення на цій основі методу розрахунку розтягуючих напружень для визначення раціональних параметрів способів інтенсифікації дегазації, які дозволять знизити газоносність вугільних пластів, підвищити безпеку і продуктивність їхнього відпрацьовування. Предмет дослідження: закономірності зміни інерційних динамічних розтягуючих напружень, що виникають в масиві при скиданні тиску робочих агентів у свердловинах. Методи дослідження: метод продовжень початкових умов, метод хвилі, що біжить, асимптотичний метод двоточкової апроксимації Паде, методи газової динаміки, метод інтегрального перетворення Фур'є, метод поділу змінних Фур'є, метод послідовної апроксимації та методи теорії пружності, експериментально-аналітичні методи шахтних спостережень за газовиділенням з масиву в свердловини. Встановлено, що швидкість скидання тиску робочого агенту прямо пропорційна тиску в початковий момент скидання і швидкості пружної хвилі в робочому агенті та обернено пропорційна довжині свердловини. Розроблено метод та методика розрахунку максимальних динамічних напружень та встановлена закономірність для максимальних радіальних напружень від впливу сил інерції: розтягуючі напруження прямо пропорційні величині внутрішнього тиску і радіусу свердловини й обернено пропорційні швидкості пружної хвилі в масиві та часу скидання тиску. Практичне значення одержаних результатів: розроблена методика розрахунку динамічних напружень, що розтягують, від впливу різних робочих агентів на газоносний напружений масив і отримані розрахункові залежності для технічного додатка, які дозволяють простим способом виконати аналіз можливостей керування напруженим станом газонасиченого середовища без вирішення складного динамічного завдання;розроблена методика визначення природних фільтраційних параметрів для напруженого газоносного масиву, що дозволяє за характером зміни тиску газу в часі в свердловинах одержати додаткову інформацію про процес газовиділення: масовий вихід газу з масиву, швидкість його фільтрації та час дренування; на основі рішення задачі О.М. Крилова розроблено метод розрахунку динамічних напружень, який простим способом дозволяє визначати раціональні параметри способів інтенсифікації дегазації масиву при використанні різних робочих агентів. Розроблено стандарт СОУ 10.1.05411357.006: 2007 "Дегазація вугільних пластів та вміщуючих порід з застосуванням газозбірної виробки. Схеми дегазації", що за наказом № 546 від 7.12.2007 р. Мінвуглепрому України впроваджується на вугільних шахтах. Розроблено "Методику визначення природних фільтраційних параметрів для напруженого газоносного вуглепородного масиву", яка передана на ПАТ "Краснодонвугілля". Очікуваний річний економічний ефект від впровадження методики визначення природних фільтраційних параметрів вуглепородного середовища склав 48,6 тис.грн. на одну підготовчу виробку. Результати роботи доцільно використовувати на вугільних шахтах, проектними та науково-дослідними інститутами, що вирішують проблеми підвищення безпеки технологічних процесів підземного вуглевидобутку, розробки і впровадження нових та вдосконалення існуючої техніки і технологій підземного вуглевидобутку на гірничих підприємствах.

Файли

Схожі дисертації