ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБРОСООПАСНОСТЬ УГЛЕЙ КУЗБАССА

Рассмотрено влияние совокупности основных факторов, при наличии которых создаются реальные условия для возникновения выбросов угля и газа в угольных шахтах. В частности, изменения выхода летучих веществ, влажности, пористости, глубины отрабатываемых горизонтов угольных месторождений Кузбасса. В физико-химическом аспекте рассмотрена важнейшая роль ади абсорбционных процессов в угольном веществе различной стадии метаморфизма. Установлена бифуркация параметров метаноемкости, влажности и пористости для каменных углей Кузбасса и для более широкого диапазона марочного состава углей: от суперантрацитов до бурых Донецкого и Львовско-Волынского бассейнов. Экспериментально-теоретически изученные особенности поведения эмпирических зависимостей согласуются с выбросоопасностью основных стратиграфических структур Кузбасса. Наибольшая газодинамическая активность угольных пластов наблюдается при смене градиентов в точке бифуркации, в которой установлено снижение выбросоопасной глубины подземных горных работ. Показано, что в точке бифуркации параметров метаноемкости углеметановый пласт генетически способен сформировать возмущающий газодинамический импульс, достаточный для развития его саморазрушения. Эти качества объясняют внезапность выбросов угля и газа.


Для цитирования: Киряева Т. А. Основные факторы, влияющие на выбросоопасность углей Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 7. – С. 185–195. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-07-0-185-195.


Благодарность: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 17-17-01282).

Ключевые слова

Бифуркация, выбросоопасность, уголь, сорбция, метаноносность, влажность, пористость, выход летучих веществ, уравнение Ленгмюра.

Номер: 7
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
UDK: 550.3 + 551 + 622
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-07-0-185-195
Авторы: Киряева Т. А.

Информация об авторах: Киряева Татьяна Анатольевна — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, e-mail: coalmetan@mail.ru.

Библиографический список:

1. Oparin V. N., Kiryaeva T. A., Khavkin A. Y. On the interaction of thermal and strain-wave processes in coals. Int. J. Nanotechnol., 2018. Vol. 15, Nos. 4/5. Р. 301—310.

2. Адушкин В. Н., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамическое воздействие — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах // ФТПРПИ. — Ч. I. — 2012. — № 2. — С. 3—27; Ч. II. — 2013. — № 2. — С. 3—46; Ч. III. — 2014. — № 4. — С. 10—38; Ч. IV. — 2016. — № 1. — С. 3—49.

3. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия / Отв. ред. Н. Н. Мельников. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. — 632 с.

4. Опарин В. Н., Журавков М. А., Потапов В. П. и др. Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горно-технических и природных системах. Т. 1. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018. — 540 с.

5. Oparin V. N. Theoretical Fundamentals to Describe Interaction of Geomechanical and Physicochemical Processes in Coal Seams // Journal of Mining Science, 2017, Vol. 53, No. 2, pp. 201—215.

6. Опарин В. Н., Адушкин В. В. Региональная кластеризация угольных месторождений Кузбасса по газодинамической активности. Ч. II: Влияние геотермических, геодинамических и физико-химических процессов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 10. — С. 5—29.

7. Wang Kaixing, Dou Linming, Pan Yishan Study of tunnel roof anti impact and energy absorption effect on block overburden rock mass failure // Journal of China University of Mining and Technology. 2017, Vol. 46, No. 6, pp. 1212—1217.

8. Zhou A. T., Wang K., Oparin V. N. Regularities of Two-Phase Gas Flow under Coal and Gas Outbursts in Mines // J. Mining Sci. 2017. Vol. 53, No 3, pp. 533—543.

9. Zuzana Weishauptová, Oldřich Přibyl, Ivana Sýkorová, Vladimír Machovič. Effect of bituminous coal properties on carbon dioxide and methane high pressure sorption // Fuel, 2015, 139, pp. 115—124.

10. Kiani A., Sakurovs R., Grigore M., Sokolova A. Gas sorption capacity, gas sorption rates and nanoporosity in coals // International Journal of Coal Geology, 2018. 200, pp. 77—86.

11. Sakurovs R., Koval L., Grigore M., Sokolova A., Ruppert L. F., Melnichenko Y. B. Nanometresized pores in coal: Variations between coal basins and coal origin // International Journal of Coal Geology, 2018. 186, pp. 126—134.

12. Staib, G., Sakurovs, R., Gray, E.M.A. Dispersive diffusion of gases in coals. Part I: Model development // Fuel, 2015, 143, pp. 612—619.

13. Опарин В. Н., Киряева Т. А., Потапов В. П. Разработка методов и моделей расчета сорбционной метаноемкости углей на основе их физико-химических характеристик // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 14—33.

14. Ходот В. В. Влияние влажности на газоносность ископаемых углей // Известия АН СССР. — 1952. — № 12. — С. 45—49.

15. Ходот В. В., Яновская М. Ф., Премыслер Ю. С. и др. Физикохимия газодинамических явлений в шахтах. — М., 1973. — 141 с.

16. Киряева Т. А., Опарин В. Н. Свидетельство № 2018620032 на БД. Российская Федерация. Стратиграфическое распределение ресурсов угля и метана в Кузбассе на 01.01.2010 г. Зарегистр. 09.01.2018 г.

17. Киряева Т. А., Опарин В. Н. Свидетельство № 2018620035 на БД. Российская Федерация. Каталог метаноносности углей Кузбасса. Зарегистр. 09.01.2018 г.

18. Киряева Т. А., Опарин В. Н. Свидетельство № 2018620036 на БД. Российская Федерация. Каталог внезапных выбросов угля и газа в Кузбассе. Зарегистр. 09.01.2018 г.

19. Киряева Т. А., Опарин В. Н. Свидетельство № 2018620264 на БД. Российская Федерация. Каталог метаноемкости углей Кузбасса. Зарегистр. 13.02.2018 г.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.