The study of structural features of outburst coal seams
- 1 — The Research Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the Russian Academy of Sciences
- 2 — The Research Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the Russian Academy of Sciences
Abstract
A study of the structural features of outburst-dangerous and non-outburst dangerous coal layers was conducted. It was shown that coal taken from a sudden outburst zone has a significantly greater sorption surface than coal from the same layer which was not part of the sudden outburst. The size of the sorption surface of coal is affected by its history up to that point; thus the heating of the coal sample during its preparation enlarges its sorption surface. An electron microscope study of coal surfaces has shown that for coal from outburst-dangerous layers, a disturbed structure with a large quantity of fissures and partings the size of 1 micrometer is typical. Under the same enlargement, a coal structure from safe coal layers is much more uniform. The study of digital images of coal surfaces, taken with the help of an electron microscope, shows that the structural institution of surface elements may be presented by multifractal analysis, with its spectrum of fractal dimensions, which allows us to state quantitative distinctions in coal microstructures for outburst-dangerous layers. Coal from outburst-dangerous layers has a greater set of structural elements, and therefore a spectrum of fractal dimensions that is 1.5-2 times wider than for nonoutburst dangerous layers.
References
- Астахов А.В. Метаморфический ряд ископаемый углей и фрактальные параметры их структуры / А.В.Астахов, А.А.Белый, Д.Л.Широчин // Химия твердого топлива. 2000. № 4. С.15-24.
- Ковалева И.Б. К вопросу о взаимосвязи диффузно-кинетических параметров угля с динамикой газовыделе-ния из пластов / И.Б.Ковалева, Е.А.Соловьева // Горн. инф.-аналитич. бюл. М.: Изд-во МГГУ. 1999. Вып.7. С.75-78.
- Малинникова О.Н. Мультифрактальная оценка склонности угольных пластов к газодинамическим явлениям / О.Н.Малинникова, Дм.В.Учаев, Д.В.Учаев // Безопасность: Горн. инф.-аналитич. бюл. М.: Мир горной книги. 2009.
- № ОВ 11. С.189-204.
- Малинникова О.Н. Методика применения мультифрактального анализа для обнаружения особенностей структуры углей выбросоопасных пластов по их цифровым изображениям / О.Н.Малинникова, Дм.В.Учаев, Д.В.Учаев // Сборник статей по итогам международной научно-технической конференции, посвященной 230-летию основания МИИГАиК. Вып.2: В 2 частях. Ч.1. М.: Изд-во МИИГАиК, 2009. С. 23-27. (Приложение к журналу «Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка». № 6).
- Механохимические превращения углей при метаморфизме как ведущий фактор внезапных выбросов / Г.Д.Фролков, Г.В.Малова, С.А.Французов, А.Г.Фролков // Уголь. 1998. № 7. С.60-64.
- Мультифрактальная параметризация геопространственных структур / В.А.Малинников, А.Е.Никольский, Д.В.Учаев, Дм.В.Учаев // Труды Международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИ-
- ГАиК / МИИГАиК. М., 2004. C.163-167.
- Прогноз опасности внезапных выбросов и горных ударов по энергии массива / Г.Н.Фейт, О.Н.Малинникова, В.С.Зыков, В.А.Рудаков // Физико-техн. пробл. разработки полезн. ископаемых. 2002. № 1. С.67-70.
- Bak P. Self-organized criticality / P.Bak, C.Tang, K.Wiesenfeld // Phys. Rev. A. 1988. Vol.38. N 1. P.364-374.
- Shyi-Long Lee. Heterogeneity of Surfaces and Materials as Reflected in Multifractal Analysis / Shyi-Long Lee, Chung-Kung Lee // Heterogeneous Chemistry Reviews. 1996. Vol.3. P.269-302.