Визначення параметрів порожнини розшарування в гірському масиві для видобутку шахтного метану

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:


В.С.Фальштинський, orcid.org/0000-0002-3104-1089, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

П.Б.Саїк*, orcid.org/0000-0001-7758-1083, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна; ТОВ «Дніпрометалопласт», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Г.Лозинський, orcid.org/0000-0002-9657-0635, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

Б.Толеуов, orcid.org/0000-0001-5259-4910, Казахський агротехнічний університет імені С. Сейфулліна, м. Астана, Республіка Казахстан

В.І.Сулаєв, orcid.org/0000-0001-6312-5597, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

В.Букетов, orcid.org/0000-0003-3243-3970, Університет Святого Августина, м. Арекіпа, Республіка Перу

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (6): 030 - 035

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/030



Abstract:



Мета.
Обґрунтування параметрів напружено-деформованого стану гірського масиву для визначення можливих локалізацій скупчення шахтного метану в породах покрівлі виїмкового стовпа.


Методика.
Визначення параметрів порожнини розшарування в гірському масиві для видобутку шахтного метану ґрунтувалось на основі проведення аналітичних досліджень. Основою даних досліджень слугував метод розрахунку напружено-деформованого стану гірських порід, розроблений проф. О. В. Савостьяновим, що реалізований у програмному забезпечені «GeoDenamics Lite». Застосування даного методу передбачає отримання геометричних і фізичних параметрів епюр навантажень для характерних породних шарів від вугільного пласта до земної поверхні. Це дозволяє встановити місця розшарування порід, потужність пачки, що відшаровується та кількість породних шарів після розшарування. Вихідними даними для досліджень слугують гірничо-геологічні умови залягання вугільного пласта й технологічні параметри ведення очисних робіт.



Результати.
При аналізі геометричних і фізичних параметрів епюр навантажень на шари порід покрівлі вугільного пласта підтверджено факт розширення зон аномального тиску в гірському масиві. Характер зміни зазначених параметрів підтверджено від пласта до денної поверхні за нормаллю як у бік масиву, так і у бік виробленого простору в міру посування очисного вибою. Це дозволяє визначити параметри формування порожнин розшарування в породах покрівлі виїмкового стовпа, що можуть слугувати локалізаціями скупчення шахтного ­метану.


Наукова новизна.
Отримані залежності зміни висоти опускання породних шарів на основі динаміки формування виробленого простору лави. Встановлені закономірності зміни об’ємів порожнин розшарування породної товщі, що обумовлено міцністю й потужністю породних шарів, близькістю до зони ведення очисних робіт і швидкістю посування очисного вибою та його довжиною.


Практична значимість.
Запропоновано, на основі методу проф. Савостьянова О. В., алгоритм визначення можливих локалізацій скупчення шахтного метану після завершення видобувних робіт у межах виїмкового стовпа. Це дозволяє в подальшому розглядати такі області накопичення метану як додаткове джерело паливної сировини. Водночас, запропоновано, за умови «бідності» отриманої шахтної суміші, у режим роботи гірничодобувного підприємства включати роботу біогазових установок. Запропонована технологічна схема комбінованого способу видобутку шахтного метану й біогазу


Ключові слова:
очисний вибій, шахтний метан, вугільний пласт, напружено-деформований стан, порожнина розшарування

References.


1. Jesic, J., Okanovic, A., & Panic, A. A. (2021). Net zero 2050 as an EU priroty: modeling a system for efficient investments in eco innovation for climate change mitigation. Energy, Sustainability and Society, 11(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/s13705-021-00326-0.

2. Gorova, A., Pavlychenko, A., & Borysovs’ka, O. (2013). The study of ecological state of waste disposal areas of energy and mining companies. Annual Scientific-Technical Collection – Mining of Mineral Deposits, 169-172. https://doi.org/10.1201/b16354-29.

3. Bexeitova, R., Veselova, L., Kassymkanova, K. K., Jangulova, G., Baidauletova, G., Zhalgasbekov, Y., Shugyla, B., & Turekhanova, V. (2018). The problem of environmental safety of the fields of mining industrial production of arid zone. Geodesy and Cartography, 44(4), 146-155. https://doi.org/10.3846/gac.2018.4314.

4. Bazaluk, O., Sai, K., Lozynskyi, V., Petlovanyi, M., & Saik, P. (2021). Research into Dissociation Zones of Gas Hydrate Deposits with a Heterogeneous Structure in the Black Sea. Energies, 14(5), 1345. https://doi.org/10.3390/en14051345.

5. Law, B. E., Ulmishek, G. F., Clayton, J. L., Kabyshev, B. P., Pa­sho­va, N. T., & Krivosheya, V. A. (2018). Basin-centered gas evaluated in Dnieper-Donets basin, Donbas foldbelt, Ukraine. Oil and Gas Journal, 96(47), 74-78.

6. Bondarenko, V. I., Kharin, Ye. N., Antoshchenko, N. I., & Ga­syuk, R. L. (2013). Basic scientific positions of forecast of the dynamics of methane release when mining the gas bearing coal seams. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 24-30.

7. Duda, A., & Krzemień, A. (2018). Forecast of methane emission from closed underground coal mines exploited by longwall mining – a case study of Anna coal mine. Journal of Sustainable Mining, 17(4), 184-194. https://doi.org/10.1016/j.jsm.2018.06.004.

8. Nurpeissova, M., Rysbekov, K., Kenesbayeva, A., Bekbassarov, Zh., & Levin, E. (2021). Simulation of geodynamic processes. Engineering Journal of Satbayev University, 134(4), 16-24. https://doi.org/10.51301/vest.su.2021.i4.03.

9. Gamiy, Yu., Kostenko, V., Zavialova, O., Kostenko, T., & Zhurbynskyi, D. (2020). Identifying sources of coal spontaneous heating in mine workings using aerogas control automatic systems. Mining of Mineral Deposits, 14(1), 120-127. https://doi.org/10.33271/mining14.01.120.

10. Zavialova, O., Kostenko, V., Liashok, N., Grygorian, M., Kostenko, T., & Pokaliuk, V. (2021). Theoretical basis for the formation of damaging factors during the coal aerosol explosion. Mining of Mineral Deposits, 15(4), 130-138. https://doi.org/10.33271/mining15.04.130.

11. Wang, X., Zhou, F., Ling, Y., Xiao, Y., Ma, B., Ma, X., & Kang, J. (2021). Overview and outlook on utilization technologies of low-concentration coal mine methane. Energy & Fuels, 35(19), 15398-15423. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02312.

12. Zavialova, O., Kostenko, V., Liashok, N., Grygorian, M., Kostenko, T., & Pokaliuk, V. (2021). Theoretical basis for the formation of damaging factors during the coal aerosol explosion. Mining of Mineral Deposits, 15(4), 130-138. https://doi.org/10.33271/mining15.04.130.

13. Koroviaka, Y., Pinka, J., Tymchenko, S., Rastsvietaiev, V., Astakhov, V., & Dmytruk, O. (2020). Elaborating a scheme for mine methane capturing while developing coal gas seams. Mining of Mineral Deposits, 14(3), 21-27. https://doi.org/10.33271/mining14.03.021.

14. Dairbekova, G., Zhautikov, B., Zobnin, N., Bekmagambetov, D., & Tolubayeva, D. (2021). Use of si-composite aspiration dusts production in the creation of thin-film anodes. Metalurgija, 60(3-4), 419-422.

15. Zhaslan, R. K., Zhautikov, B. A., Romanov, V. I., Aikeyeva, A. A., & Yerzhanov, A. S. (2022). Improvement of methods for semi-finished carbon product tapping from the basic oxygen furnace. Metalurgija, 61(1), 203-205.

16. Savostianov, O. V. (2016). Methods for forecasting geomechanical processes for selecting technological parameters to develop shallow layers: monograph. Dnipro: NMU.

17. Shashenko, A., Gapieiev, S., & Solodyankin, A. (2009). Numerical simulation of the elastic-plastic state of rock mass around horizontal workings. Archives of Mining Sciences, 54(2), 341-348.

18. Rysbekov, K., Bitimbayev, M., Akhmetkanov, D., Yelemessov, K., Barmenshinova, M., Toktarov, A., & Baskanbayeva, D. (2022). Substantiation of mining systems for steeply dipping low-thickness ore bodies with controlled continuous stope extraction. Mining of Mineral Deposits, 16(2), 64-72. https://doi.org/10.33271/mining16.02.064.

19. Bondarenko, V., Symanovych, G., & Koval, O. (2012). The mechanism of over-coal thin-layered massif deformation of weak rocks in a longwall. Geomechanical Processes During Underground Mining, 41-44. https://doi.org/10.1201/b13157-8.

20. Falshtynskyi, V., Dychkovskyi, R., Kononenko, M., Yurchenko, K., & Edgar Cáceres Cabana (2018). Usage of secondary and renewable resources in a mining energy-chemical complex (MECC). Collection of research papers of the NMU, (55), 130-142.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

6309200
Сьогодні
За місяць
Всього
310
44392
6309200

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна Архів журналу за випусками 2022 Зміст №6 2022 Визначення параметрів порожнини розшарування в гірському масиві для видобутку шахтного метану