Ежегодное увеличение добычи угля и спроса на него приводят к необходимости организации мест временного хранения (складов) для размещения угольного сырья перед отправкой потребителю. При открытом способе складирования угля процесс пыления от погрузо-разгрузочных операций и с поверхности штабеля негативно влияет на здоровье рабочих склада и состояние прилегающих к складу территорий. Альтернативным открытому складированию является размещение угольного сырья в закрытых помещениях. Одной из главных опасностей при таком складировании угля может быть выделение в воздушную среду остаточного метана, содержащегося в угольных отдельностях, после процессов дегазации во время добычи и извлечение на поверхность, а также транспортировки до места временного хранения. В статье выполнен анализ изменения метаноносности угля в процессе добычи, транспортирования и при непосредственном размещении на закрытых складах. Рассмотрены физико-химические основы массобмена при взаимодействии газонасыщенной угольной массы с воздухом. Показано, что интенсивность метановыделения зависит от природной газоносности угольного пласта, параметров массопереноса между углем и воздухом, а также температуры окружающей среды. Для оценки динамики газообмена угольной массы с атмосферным воздухом предложен приближенный подход, основанный на использовании двух взаимосвязанных итераций, определяющих как формирование концентрационных полей метана в воздушном пространстве насыпного объема, так и величины метановыделения с поверхности штабеля к наружному воздуху. Отмечено, что безопасность эксплуатации закрытых угольных складов по газовому фактору может быть реализована с помощью искусственной вентиляции, обеспечивающей объемную концентрации метана в воздушной среде менее 1 %. Величина расхода, достаточная для достижения отмеченной концентрации метана, получена в результате компьютерного моделирования процесса формирования полей концентраций метана в воздушной среде при теоретически вычисленном выделении метана с поверхности штабеля.
Рассматриваемая проблема управления выделением метана в выработанном пространстве шахт Воркутинского каменноугольного месторождения. Кратко описаны горно-геологические и горно-технические услови, влияющие на сложившуюся газовую обстановку. Основные проблемы обычно возникают на расстоянии 100-200 м от очистной выработки.Рассмотрен основной применяемый способ управления газовоздушными потоками - возведение чураковой стенки. Выявлены недостатки этого способа, заключающиеся в возможном создании ситуации, когда схема проветривания "прямоточная с подсвежением" превращается в "возвратоточную". Предлагаются два новых способа решения проблемы появления запредельных местных концентраций метана, выносимого утечками воздуха изз выработанного пространства на вентиляционную выработку. Первый способ основан на применении пенных полос, второй - в дополнительной выкладке полос из закладочного материала. Второй способ предусматривает также решение проблемы посадок труднообрушаемой кровли. Предложен метод расчета оптимального объема закладочного материала для предлагаемого способа с учетом необходимой подработки пласта "Тройного".
Приведены результаты анализа характера нарастания с глубиной метаноносности пластов и вмещающих пород угольных месторождений Печорского бассейна и влияющих на него факторов. На базе данных натурных измерений динамики метановыделения в выработки выемочных участков ряда шахт Воркутского месторождения и их статистической обработки показано влияние на увеличение относительного метановыделения роста размеров выработанного пространства - числа отработанных столбов и удаления очистного забоя от разрезной выработки. Проанализирована эффективность применяемых схем дегазации для снижения газовыделения из окружающего разрабатываемый пласт горного массива. Предложены геомеханическая и газодинамическая модели подработанного горного массива сложного строения, позволяющие обосновано рассчитывать параметры распределения проницаемости по его объему, потоков утечек воздуха из очистного забоя и газовоздушной смеси в выработанных пространствах.
