Исследование структурных особенностей углей выбросоопасных пластов
- 1 — д-р техн. наук директор Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук
- 2 — д-р техн. наук зав. лабораторией Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук
Аннотация
Проведено исследование структурных особенностей углей выбросоопасных и невыбросоопасных пластов. Показано, что уголь из выброса обладает значительно большей сорбционной поверхностью, чем уголь того же пласта, не участвовавший в выбросе . На размер сорбционной поверхности угля влияет его предыстория: так, нагревание угля при подготовке образцов увеличивает сорбционную поверхность угля. Электронно-микроскопические исследования поверхности углей показали, что для углей выбросоопасных пластов характерна нарушенная структура, с большим количеством трещин и отдельностями порядка 1 мкм. Угли из невыбросоопасных пластов при таком же увеличении содержат больше однородных участков. Изучение цифровых изображений поверхности углей, полученных с помощью электронного микроскопа, показало, что структурная организация элементов поверхности углей может быть представлена мультифракталом, с соответствующим ему спектром фрактальных размерностей, позволяющим установить количественные отличия в микроструктуре углей из выбросоопасных пластов. Угли из выбросоопасных пластов имеют больший набор структурных элементов и, следовательно, в 1,5- 2 раза более широкий спектр соответствующих им фрактальных размерностей, чем угли из невыбросоопасных пластов.
Литература
- 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 газовыделения 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 МИИГАиК / 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.