Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Теорія і основні закономірності процесу віджиму вугільного пласта
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Теорія і основні закономірності процесу віджиму вугільного пласта

Анотації 

Хапілова Н.С. Теорія і основні закономірності процесу віджиму вугільного пласта. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технiчних наук за спеціальн? стю 05.15.09 - механіка грунтів та гірських порід. - Інститут геотехнічноп механіки НАН України, Дніпропетровськ, 1999.

   Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової проблеми, пов’язаної із розвитком аналітичних методів дослідження геомеханічного стану масиву при підземному видобутку вугілля. У роботі узагальнено просторову задачу про напружено-деформований стан масиву поблизу виробок із урахуванням пластичних зон. Побудовано математичну модель, розроблено методи розрахунку і вивчено закономірності процесу віджиму вугільного пласта в лавах. Досліджено вплив фізико-механічних властивостей вугілля і порід, глибини залягання і кута нахилу пласта, який містить ділянку зруйнованого вугілля, на динаміку процесу віджиму. Встановлено, що при наближенні очисних робіт до області зруйнованого вугілля швидкість зближення бокових порід у глибині масиву більша, ніж поблизу забою. Розроблено й обгрунтовано методи розрахунку оптимальних параметрів захистних заходів, впроваджених на шахтах Донбасу.
   Ключові слова: теорія, масив гірських порід, напружено-деформований стан, вугільний пласт, виробка, віджим вугілля.

Khapilova N.S. The theory and the basic laws of the wringing out of a coal seam. - Manuscript.

Thesis for a doctor’s degree by speciality 05.15.09 - mechanics of the grounds and the rocks. - Institute of the Geotechnical Mechanics of National Academy of Sciences of Ukraine, Dnepropetrovsk, 1999.

   The dissertation is devoted to the solution of an important scientific problem connected with the development of analytical methods of the research of the geomechanical state of a rock mass by underground coal output. In this work the three - dimensional problem on the stressed-strained state of a rock mass near workings with the aid of a plastic regions has been generalized. The mathematical model, the computation methods and the regularities of the wringing out of a coal seam in longwall face have been considered. The influence of the mechanical properties of coal and rock, the inclination of a seam and its depth from the earth’s surface on the dynamic of the process of the wringing out has been investigated in the case when the seam contains a site with destroyed coal. It has been established that the speed of rock displacement is more in the mass depth than near the face, if the latter approaches the domain of the disturbed coal. The methods have been developed to calculate the parametrs of the protective measures which are used at Donbas mines.
   Key words: theory, rock mass, stressed-strained state, coal seam, working, coal wringing out.

Хапилова Н.С. Теория и основные закономерности процесса отжима угольного пласта. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.09 - механика грунтов и горных пород. - Институт геотехнической механики НАН Украины, Днепропетровск, 1999.

   Диссертация посвящена решению важной научной проблемы, связанной с развитием аналитических методов исследования геомеханического состояния массива при подземной добыче угля. Выемка угля на больших глубинах сопровождается формированием в пласте призабойных пластических областей. В работе обобщена трехмерная задача о напряженно-деформированном состоянии массива горных пород вблизи выработок с учетом пластических зон. Выполнен численный анализ распределения пространственного опорного давления на упругий угольный пласт для выработок, имеющих в плане сложную форму. Предложены методы расчета границ пластических областей в плоскости контакта пород с угольным пластом, ослабленным полостью.
   При приближении забоя к области разрушенного угля может произойти процесс внезапного отжима, то есть выдавливания в выработку участка пласта, отделяющего смесь раздробленного угля с газом от рабочего пространства шахты. Для осуществления отжима область разрушенного угля впереди забоя нередко создают искусственно гидравлическим путем или с помощью камуфлетного взрыва. Кроме того, такие области могут образоваться при разрушении угля, обусловленном технологией его выемки; в естественном состоянии пласт также может содержать участки перемятого угля.
   В работе построена математическая модель процесса внезапного отжима, в основу которой положены законы механики сплошной среды. Сформулированы условия возникновения процесса отжима пласта с областью разрушенного угля. Установлены границы изменения протяженностей участков разрушенного угля и пробок, отделяющих раздробленный уголь от рабочего пространства шахты, при которых происходит процесс внезапного отжима. Показано, что область существования начальных параметров процесса увеличивается с ростом модуля упругости пород и глубины залегания пласта. Получена количественная оценка основных физических характеристик процесса и их изменения при выдавливании.
   Показано, что при внезапном отжиме нормальные смещения точек контактной поверхности уголь-порода и скорости их сближения в глубине массива намного больше, чем вблизи забоя. В течение первых 5-10 млс указанные величины на расстоянии 4-5 мощностей угольного пласта от забоя на два-три порядка больше, чем в окрестности забоя, где они практически близки к нулю. Установленная закономерность является характерным признаком зарождения процесса внезапного отжима.
   На основе модели показано, что внезапный отжим возникает на определенной глубине, величина которой зависит от физико-механических свойств угля и пород; для условий Донбасса она больше 360 м. Установлено также, что с ростом глубины увеличивается минимальная протяженность зоны раздробленного угля, необходимая для возникновения динамического явления, а при одинаковых размерах областей раздробленного угля уменьшается интенсивность выдавливания.
   Исследовано влияние физико-механических свойств угля и пород, мощности закладки, трения на контакте угля с породами и угла наклона пласта на возникновение и интенсивность внезапного отжима.
   Установлено, что для наклонных и крутых пластов протяженности зон разрушенного угля, при которых может произойти внезапный отжим, в 2,5-3 раза меньше, чем в случае пологих пластов. Для крутопадающих пластов интенсивность процесса резко возрастает: за более короткий промежуток времени пробка смещается на расстояние, вдвое большее по сравнению со случаем горизонтального залегания.
   Дана количественная оценка прироста длины пластической зоны в процессе внезапного отжима. Показано, что за время протекания процесса максимум опорного давления снижается на 17-40 процентов и удаляется в направлении от забоя в глубь массива. Величина его перемещения в зависимости от конкретных условий колеблется от 0,8 до 6 мощностей разрабатываемого пласта. Уменьшение максимума опорного давления и удаление его от забоя создают безопасные условия для выемки угля после завершения процесса отжима.
   Участки угольного пласта с резко изменяющимися физико-механическими свойствами, как правило, являются очагами возникновения динамических явлений. В работе выполнено обобщение модели процесса внезапного отжима на случай кусочно-однородного угольного пласта. Установлено, что скачкообразное изменение свойств угля, которое характеризуется уменьшением пластической постоянной за зоной раздробленного угля, приводит к дополнительному уменьшению максимума опорного давления и увеличению его снижения в процессе отжима по сравнению со случаем однородного угольного пласта; при этом протяженность пластической зоны и удаление максимума опорного давления в глубь массива увеличиваются. Поэтому уменьшение пластической постоянной на некотором расстоянии от забоя перед провоцированием отжима, в свою очередь, способствует ликвидации опасной ситуации в лаве.
   Решения задач, приведенных в работе, использованы для создания методики расчета пространственного опорного давления при выборе оптимальной формы краевых частей очистных забоев, а также для разработки инженерных способов расчета технологических параметров разгрузочных полостей. Защитные мероприятия, теоретически обоснованные результатами исследования, внедрены на угольных шахтах Донбасса.
   Ключевые слова: теория, массив горных пород, напряженно-дефор-мированное состояние, угольный пласт, выработка, отжим угля.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Теорія і основні закономірності процесу віджиму вугільного пласта

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!