Математические модели аэрогазодинамических и теплофизических процессов при подземной добыче угля на различных стадиях отработки месторождений

М. В. Грязев, Н. М. Качурин, С. А. Воробьев

Аннотация


Установлены новые и уточнены существующие закономерности фильтрационно-диффузионного движения газов в угольных пластах и вмещающих породах, самонагревания угля и переноса газовых примесей вентиляционными струями в действующих угольных шахтах. Обоснованы математические модели аэрогазодинамических и теплофизических процессов на подработанных территориях после ликвидации шахт. Представлены математические модели для подачи на очистные и подготовительные участки аэрогазодинамически обоснованного количества воздуха и разработки геотехнологических решений, обеспечивающих аэрологическую безопасность на всех этапах существования угольных шахт. Показано, что применение высокопроизводительной техники на очистных и подготовительных участках требует уточнения уравнений фильтрации, используемых при оценке метановой опасности шахт. Обоснована математическая модель поля давлений свободного метана в краевой части угольного пласта, которая основывается на одномерном уравнении гиперболического типа и учитывает конечную скорость распространения давления в пласте. Уточнены закономерности газообмена выработанных пространств метанообильных и углекислотообильных шахт с земной поверхностью для обеспечения экологической безопасности подработанных территорий. 


Ключевые слова


математическая модель; аэрогазодинамический процесс; угольный пласт; горные породы; выработанные пространства; метан; кислород; углекислый газ; геотехнология

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


Аппроксимация аэродинамических характеристик проходческих вентиляторов для автоматизации вентиляционных расчетов / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, А.Д.Левин, П.В.Васильев // Горный журнал. 2015. № 12. С. 76-79.

Воробьев С.А. Аэрогазодинамические процессы при подземной разработке полезных ископаемых / С.А.Воробьев, А.Ю.Ермаков, Д.Н.Шкуратский. Тула: Изд-во ТулГУ. 2016. 248 с.

Воробьев С.А. Зарубежный опыт исследования проблем комплексного освоения угольных месторождений подземным способом / С.А.Воробьев, Н.М.Качурин // Горный журнал. 2016. № 5. С. 78-85.

Границы применимости линеаризованных уравнений фильтрации газов и прогноз динамики газовыделения из выработанного пространства / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, О.А.Афанасьев, Д.Н.Шкуратский // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». 2014. Вып. 1. С. 165-172.

Качурин Н.М. Методика прогнозирования экологических последствий подземной добычи угля в России / Н.М.Качурин, В.И.Ефимов, С.А.Воробьев // Горный журнал. 2014. № 9. С. 138-142.

Качурин Н.М. Оценка геоэкологических последствий подземной добычи полезных ископаемых / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, В.В.Факторович // Proceedings of the VI International Geomechanics Conference 24-28 June 2014. Varna, Bulgaria. P. 323-331.

Качурин Н.М. Прогноз метановыделения с поверхности обнажения угольного пласта в подготовительную выработку при высокой скорости проходки / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, А.Н.Качурин // Горный журнал. 2014. № 4. С. 70-73.

Качурин Н.М. Теоретические положения и прогнозы воздействия на окружающую среду подземной добычи полезных ископаемых / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, В.В.Факторович // Известия ТулГУ. Сер. «Науки о Земле». 2013. Вып. 3. С. 3-18.

Математические модели метановыделения в подготовительные и очистные забои из отбитого угля / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, А.Н.Качурин, И.В.Сарычева // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». 2014. Вып. 1. С. 158-165.

Математическое моделирование предельно допустимых пылегазовых выбросов горных предприятий в атмосферу / Н.М.Качурин, В.И.Ефимов, С.А.Воробьев, Л.Л.Рыбак // Известия ТулГУ. Сер. «Науки о Земле». 2014. Вып. 4. С. 10-16.

Оценка предельно допустимых пылегазовых выбросов горных предприятий в атмосферу / Н.М.Качурин, Л.Л.Рыбак, В.И.Ефимов, С.А.Воробьев // Безопасность труда в промышленности. 2015. № 3. С. 36-39.

Породные отвалы ликвидированных шахт Подмосковного бассейна как источник выбросов пыли в атмосферу / Н.М.Качурин, Н.Д.Левкин, С.А.Воробьев, Я.В.Чистяков // Экология и промышленность России. 2016. № 5. С. 44-48.

Прогноз газовых ситуаций в угольных шахтах в периоды падения атмосферного давления / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, О.А.Афанасьев, Д.Н.Шкуратский // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». 2014. Вып. 1. С. 152-158.

Прогноз метановыделения в подготовительные и очистные забои угольных шахт / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, А.Н.Качурин, И.В.Сарычева // Обогащение руд. 2014. № 6. С. 16-19.

Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. М.: Недра, 1975. 237 с.

Экологические последствия закрытия угольных шахт Кузбасса по газодинамическому фактору и опасности эндогенных пожаров на отвалах / Н.М.Качурин, С.А.Воробьев, Я.В.Чистяков, Л.Л.Рыбак // Экология и промышленность России. 2015. № 4. С. 54-58.

Kachurin N.M. Evaluating polluting atmosphere by mining enterprises and optimizing prophylactic measures resources / N.M.Kachurin, S.A.Vorobev, S.M.Bogdanov // 5th International symposium «Mining and environmental protection» 10-13 June 2015. Vrdnik, Serbia. P. 135-140.

Kachurin N.M. Generalized mathematical model for gases filtration in coal beds and enclosing strata / N.M.Kachurin, S.A.Vorob'ev, P.V. Vasil'ev // Eurasian Mining. 2015. N 2. P. 33-44.




DOI: http://dx.doi.org/10.18454/pmi.2017.1.99

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.