ВЕСТНИК КУЗБАССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Рассмотрены вопросы совершенствования дегазационных работ. Определены основные способы дегазации, обеспечивающие комплексное освоение ресурсов, и предложены мероприятия по совершенствованию дегазации. Приведены результаты обзора НИОКР и публикаций за период 2010-2024 гг. в России и в США. Показано, что реструктуризация угольной отрасли привела к кардинальному росту технико-экономических показателей добычи угля и, как следствие, к усилению обратной связи в системе «технология - окружающая среда»; использование высокопроизводительной техники, обеспечивающее рост производительности труда и приводящее к снижению численности рабочих мест, приводит к существенному повышению требований к уровню безопасности. В основном это определяется снижением уровня резерва при планировании добычных и подготовительных работ. Одной из основных проблем современного этапа развития технологии угледобычи в нашей стране является обострение противоречия между темпами ведения подготовительных и очистных работ, которое усложняет применение предварительной дегазации разрабатываемых пластов. Приведены причины низкого уровня метанобезопасности, например, такая, как продолжающееся ухудшение горно-геологических условий отработки запасов, связанное в первую очередь с углублением горных работ. При высоких нагрузках все большее значение приобретают источники, которым ранее не уделяли большого внимания, такие как надрабатываемые спутники или разрабатываемый угольный пласт. Отмечены направления совершенствования способов дегазации. На современных глубинах разработки в пластовых условиях газ угольных месторождений имеет кондиции, превышающие качество газа газовых месторождений, в первую очередь за счет отсутствия соединений серы. Эффективное извлечение кондиционного метана возможно только при условии повышения проницаемости угольного пласта, которое может быть достигнуто либо за счет воздействия на пласт, либо горнотехническими способами.

Рассмотрен аварийный участок сооружения установки противопожарной ляды строящейся вентиляционной установки угольной шахты. По результатам инженерно-геологических изысканий установлено, что основной причиной возникновения опасных деформаций фундаментов конструкций является наличие слабого несущего слоя основания из насыпного грунта и угля, что способствует повышению деформаций и перемещений, возникновению крена фундаментной плиты. На основе инженерно-геологических изысканий были разработаны две расчетные конечно-элементные схемы объемной модели, включающей прогноз напряженно-деформированного состояния (НДС) массива при естественном и закрепленном состояниях грунтового основания. Были проанализированы расчетные вертикальные сечения через каждые 15 градусов относительно центра опоры, на основе этого были определены наиболее опасные сечения, особенно характерны сечения (0, 45, 90, 135 градусов) с распределением напряжений и деформаций для обеих моделей грунтового основания. Для более точного прогнозирования устойчивости основания сооружения были определены интегральные показатели НДС для каждого угла поворота сечения при естественном грунтовом основании и при его закреплении. На основе результатов геомеханического прогноза было предложено использовать дополнительные инъекторы в зонах наиболее опасных сечений, что позволит повысить устойчивость фундамента, разработан план и схема расположения инъекторов, определены длины инъекторов, шаг и зоны закрепления основания. Сопоставление локальных и интегральных параметров НДС показало, что вертикальные нормальные напряжения после закрепления ослабленной зоны возросли по сравнению с естественным основанием, а значения горизонтальных деформаций массива основания уменьшились. Проведена оценка повышения точности расчета максимальных напряжений и деформаций за счет объемной постановки решаемой задачи, которое составило 6,22% и 41,69% соответственно