Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород

Литвиновская, Наталья Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород"

На правах рукописи

Лнтвнновская Наталья Александровна

Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат (/1

диссертации на соискаште ученой степени кандидата технических наук

9 ИЮН 2011

Пермь-2011

4849631

Работа выполнена в Горном институте Уральского отделения Российской академии наук

доктор технических наук Андрейко С.С.

доктор технических наук, профессор Асанов В. А.

кандидат технических наук Бей М.М.

Ведущая организация: Пермский государственный технический

университет

Защита состоится "24" июня 2011 г. в 12°° часов на заседании диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте УрО РАН по адресу: 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института Уральского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан "_"_2011 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.г.-м.н., доцент

Бачурин Б. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Подземная разработка практически всех калийных месторождений в мире осложняется газодинамическими явлениями. Внезапные выбросы соли и газа, обрушения пород кровли и разрушения пород почвы, сопровождающиеся газовыделениями, явления комбинированного типа и отжимы призабойной части пород - все эти явления несут угрозу жизни шахтеров, разрушают проходческое оборудование, нарушают проектные сечения выработок, а также ритмичность работы калийных рудников. Несмотря на опыт и знания, накопленные учеными и шахтерами, на данный момент проблема газодинамических явлений в калийных рудниках решена не до конца и требует самого пристального внимания горной науки и производства.

Решению проблемы газодинамических явлений в калийных рудниках были посвящены работы A.B. Андреева, С. С. Андрейко, М.М. Бея JI.B. Былино, В.Б. Вагина, Б.Ш. Винокура, В.И. Галкина, П.В. Долгова, С.Я. Жихарева, А.Н. Земскова, В.П. Зубова, О.В. Иванова, С.А. Константиновой, A.C. Кириченко, О.В. Ковалева, А.Е. Красноштейна, Н.Ф. Красюка, Б.В. Лаптева, B.C. Лнвин-ского, Н.Г. Матвиенко, И.И. Медведева, В.В. Мещерякова, P.C. Пермякова, Г.Д. Поляншюй, Н.М. Проскурякова, Ю.Г. Сиренко, А.Д. Смычника, А.Ю. Трофимова и других ученых. В них накоплен и обобщен обширный фактический материал, решены теоретические и практические задачи. Внедрение результатов выполненных исследований в практику ведения горных работ позволило уменьшить число газодинамических явлений в калийных рудниках.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, практика ведения горных работ в калийных рудниках свидетельствует о том, что проблема газодшимических явлений и в настоящее время остается актуальной. Поэтому для повышения безопасности ведения горных работ требуются как дальнейшее изучение механизмов образования очагов газодинамических явлений, так и разработка методов прогнозирования и эффективных способов их предотвращения. Решению проблемы газодинамических явлений из почвы подготовительных горных выработок в подработанном соляном породном массиве посвящено относительно небольшое число научных работ. Между тем эта проблема актуальна как для рудников Старобинского месторождения, так и для рудников Верхнекамского месторождения. Данный вид газодинамических явлений в большей степени характерен для подготовительных выработок, проходимых в породах I калийного горизонта на руднике 1 РУ ОАО «Беларуськалий». Уникальность горнотехнической ситуации на этом горизонте в условиях шахтного поля рудника 1 РУ ОАО «Беларуськалий» состоит в том, что он на всей площади распространения подработан очистными горными работами на нижерасположенных II и III калийных горизонтах. С начала ведения горных работ на I калийном горизонте происходят газодинамических явлений в виде внезапных разрушений пород почвы горных выработок, сопровождающихся газовыделениями, результатами которых стали травмы горнорабочих, серьезные повреждения дорогостоящих проходческих комбайнов и длительные остановки работ по подготовке выемочных столбов к отработке. Кроме того, регулярно фиксируются газовыделе-

ния из пород почвы подготовительных выработок, что приводит к длительным остановкам горных работ.

Особенности условий возникновения и протекания внезапных разрушений пород почвы, сопровождающихся газовыделениями, при проходке подготовительных горных выработок в подработанном породном массиве I калийного горизонта не позволяют объяснить механизм образования очагов данных газодинамических явлений только на основании ранее полученных результатов, что в свою очередь требует научного обоснования методов прогнозирования и способов предотвращения этих опасных природных явлений.

Связь работы с крупными научными программами и темами.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами научных исследований Горного института УрО РАН, программами Президиума РАН: программа № 13 фундаментальных исследований Президиума РАН «Изменение окружающей среды и климата: природные катастрофы», тема «Изучение механизма воздействия на геологическую среду геодинамических процессов в газоносном массиве сложного тектонического строения»; тема "Провести исследования, определить участки шахтных полей, где необходимо применение дистанционного режима управления (включение и выключение) проходческим комбайном при проходке горных выработок выше V сильвинитового слоя на III калийном горизонте и оценить необходимость применения защитных мероприятий при ведении горных работ на I калийном горизонте рудника 1 РУ"; тема "Провести исследования, разработать и внедрить способы предотвращения внезапных разрушений пород почвы, сопровождающихся газовыделениями, для условий I калийного горизонта рудника 1 РУ"; тема «Провести исследования, обобщить данные и разработать нормативный документ, регламентирующий безопасное ведение горных работ на газоносных и выбросоопасных пластах Старобинского месторождения калийных солей». В выполнении научно-исследовательских работ автор принимал участие как исполнитель и ответственный исполнитель.

Цель работы - разработка метода прогнозирования и эффективного способа предотвращения газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород.

Основная идея диссертационной работы. Очаги газодинамических явлений в соляном породном массиве I калийного горизонта имеют техногенное происхождение и приурочены к краевым частям мульд сдвижения, сформировавшихся в результате подработки, принудительная дегазация которых позволит эффективно предотвращать внезапные разрушения пород почвы горных выработок, сопровождающиеся газовыделениями.

Основные задачи работы:

- выполнить анализ геологических и горнотехнических условий проявления газодинамических явлений при ведении горных работ в подработанном соляном породном массиве I калийного горизонта;

- исследовать газоносность и газодинамические характеристики пород I калийного горизонта в различных условиях его подработки;

- на основе анализа напряженно - деформированного состояния соляного массива I калийного горизонта выявить механизм формирования зон, опасных по газодинамическим явлениям;

- разработать методику прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям из пород почвы подготовительных выработок;

- разработать способ предотвращения внезапных разрушений пород почвы горных выработок, сопровождающихся газовыделениями, в подработанном соляном породном массиве I калийного горизонта.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности распределения свободных газов по геологическому разрезу I калийного горизонта в различных горнотехнических условиях его подработки, позволившие установить наличие техногенных газонасыщенных зон.

2. Очаги газодинамических явлений в подработанных породах I калийного горизонта представляют собой находящиеся в неустойчивом равновесии квазиизолированные системы газонаполненных трещин расслоения, которые образуются в зонах разгрузки от вертикальных напряжении в результате разрушений и расслоений по глинистым прослойкам и слоям и последующей фильтрации свободных газов из окружающего массива.

3. Локальное прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям нз почвы, в условиях подработки I калийного горизонта, производится по характеристикам краевых частей мульд сдвижения, разделяющим области при-грузки от области разгрузки и ограничивающим со стороны выработанного пространства области возможных расслоений по глинистым прослойкам.

4. Предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном породном массиве I калийного горизонта достигается снижением до безопасной величины газового давления в трещинах расслоения путем принудительной дегазации пород почвы с помощью дегазационных шпуров, бурение которых необходимо проводить непосредственно в процессе проходки выработки или заблаговременно.

Научная повита;

- впервые изучены газоносность по свободным газам и газодинамические характеристики пород I калийного горизонта в различных горнотехнических условиях его подработки нижележащими калийными пластами;

- разработан механизм формирования очагов газодинамических явлений в породах I калийного горизонта, представляющих собой квазиизолированные системы газонаполненных трещин расслоения;

- установлены типичные горнотехнические ситуации подработки I калийного горизонта нижележащими калийными пластами, способствующие формированию зон, опасных по газодинамическим явлениям;

- разработана методика прогнозирования газонасыщенных зон, в условиях подработки I калийного горизонта;

- разработаны способы предотвращения внезапных разрушений пород почвы горных выработок, основанные на снижении до безопасной величины газового давления в трещинах расслоения путем принудительной дегазации пород почвы с помощью дегазационных шпуров.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

- сопоставимостью результатов теоретического решения и шахтных экспериментальных работ;

- большой представительностью экспериментальных данных (более 80 исследовательских шпуров и скважин и более 500 замеров газоносности и начальной скорости газовыделения);

- соответствием результатов прогнозирования газонасыщенных зон практике ведения горных работ;

- положительными результатами опытно-промышленных испытаний способов предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок;

- включением результатов исследований в нормативные документы, регламентирующие безопасное ведение горных работ в калийных рудниках.

Практическое значение результатов исследовании заключается в следующем:

- разработана методика прогнозирования газонасыщенных зон для условий подработанного соляного породного массива I калийного горизонта и построены прогнозные карты газонасыщенных зон;

- выявлены типовые горнотехнические ситуации, способствующие формированию зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы горных выработок;

- разработаны варианты способов предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок.

Реализация результатов работы.

Результаты исследования по предотвращению газодинамических явлений из почвы при проведении подготовительных горных выработок в подработанном соляном породном массиве I калийного горизонта использованы в следующих отраслевых методических и нормативных документах, регламентирующих безопасное ведение горных работ в условиях калийных рудников РУП «ПО «Беларуськалий»:

1. Мероприятия по безопасной проходке подготовительных выработок на Первом калийном горизонте рудника 1 РУ (гор. -200м) РУП «ПО «Беларуськалий» (утверждены 09.02.2005г.)

2. Рекомендации по безопасному ведению горных работ на Первом калийном горизонте (гор. -200м) рудника 1 РУ РУП «ПО «Беларуськалий» (утверждены 13.03.2007г.).

3. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по газодинамическим явлениям (утверждена 10.04.2009г.).

Личный вклад автора заключается:

- в разработке методических решении по проведению шахтных u аналитических исследований;

- в проведении шахтных экспериментальных работ по изучению газоносности и газодинамических характеристик подработанного соляного породного массива;

- в разработке механизма формирования газонасыщенных зон в подработанном соляном породном массиве I калийного горизонта;

- в разработке методики прогноза газонасыщенных зон и построении прогнозных карт;

- в проведении шахтных экспериментальных работ по проверке зон возможных скоплений свободного газа в породах I калийного горизонта;

- в разработке и опытно-промышленных испытаниях способа предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок;

- в теоретическом обобщении и обосновании защищаемых научных положений.

Апробация результатов диссертационной работы.

Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международной научной конференции «Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов» (Пермь, 2005), на конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (Пермь, 2006, 2007, 2008, 2009), на международной конференции «Демидовские чтения на Урале» (Екатеринбург, 2006), на I молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» (Екатеринбург, 2007), на конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (Новосибирск, 2007), на научных сессиях ГИ УрО РАН (Пермь, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011), на международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 20 научных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержание работы изложено на 183 странице машинописного текста и содержит 59 рисунков, 10 таблиц, список использованной литературы состоит из 130 наименований.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность за помощь при проведении исследований и написании диссертации сотрудникам лаборатории геотехнологических процессов и рудничной газодинамики ГИ УрО РАН к.т.н. О.В. Иванову и к.т.н. C.B. Некрасову, сотрудникам лаборатории физических процессов освоения георесурсов ГИ УрО РАН к.т.н. В.Н. Токсарову, к.т.н. И.Л. Панькову за полезные замечания и консультации, а также работникам ОАО «Беларуськалий» В.Н. Чужову, С.П. Бересневу и И.А. Подлесному за помощь при проведении шахтных экспериментальных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта проводились на восточном и на западном крыльях шахтного поля рудника 1 РУ ОАО «Беларуськалий». Всего было пробурено более 80 шпуров и скважин. При этом было сделано более 500 замеров газоносности и начальной скорости газовыделения.

По горнотехническим условиям подработки нижележащими калийными пластами участки проведения исследований газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта можно разделить на две зоны: зона I - участки, расположенные вне краевой части мульды сдвижения; зона II -участки, расположенные в пределах краевой части мульды сдвижения, образовавшейся на уровне I калийного горизонта.

Исследования показали, что газоносность на этих участках может отличаться в 2,5 и более раз, а начальная скорость газовыделения в 10 раз (рис.1). Проверка нулевой гипотезы по критерию Фишера показала, что значения газоносности и начальной скорости газовыделения характеризуют зоны I калийного горизонта с существенно различными показателями и этот факт не связан со случайным колебанием значений в выборках данных.

Известно, что деформирование пород I калийного горизонта, подработанного нижележащими Вторым и Третьим калийными пластами, длится многие годы, и всякая остановка границы выработанного пространства оказывается источником возникновения по обе стороны от нее краевой части мульды сдвижения. В краевых частях мульд сдвижения породы I калийного горизонта будут в характеризоваться максимальной техногенной трещиноватостью и, следовательно, фильтрационные и коллекторские свойства пород I калийного горизонта в этих зонах будут играть весьма важную роль с точки зрения возможности развития газодинамических явлений. На этих участках I калийного горизонта возможно появление газодинамических аномалий, т.е. участков, отличающихся степенью нарушенное™ пород, их газоносностью и газодинамическими характеристиками.

Рис.1. Графики распределения газоносности (а) и начальной скорости газовыделения (б) в породах почвы I калийного горизонта: 1-зона 1.2 - зона II

Таким образом, теоретические представления о закономерностях деформирования пород I калийного горизонта при его подработке нижележащими Вторым и Третьим калийными пластами и результаты экспериментальных исследований газоносности и газодинамических характеристик в различных горнотехнических условиях позволяют считать зонами техногенной трещиновато-сти и, следовательно, опасными по скоплениям свободного газа и газодинамическим явлениям, краевые части мульд сдвижения.

2. Очаги газодинамических явлений в подработанных породах I калийного горизонта представляют собой находящиеся в неустойчивом равновесии квазиизолированные системы газонаполненных трещин расслоения, которые образуются в зонах разгрузки от вертикальных напряжений в результате разрушений и расслоений по глинистым прослойкам и слоям и последующей фильтрации свободных газов из окружающего массива.

Отработка Второго и Третьего калийных пластов сопровождалась перераспределением горного давления, в результате чего соляной породный массив и содержащийся в нем I калийный горизонт, подвергался воздействию различных силовых полей. При этом в области влияния движущегося фронта очистных работ разрабатываемого в первую очередь и оказывающего наибольшее влияние Второго пласта в зависимости от характера деформирования и перераспределения горного давления формировались следующие характерные зоны: не подвержешия влиянию горных работ; повышенного горного давления; разгрузки; восстановленного геостатического давления. Каждый участок подрабатываемого I калийного горизонта при движении фронта очистных работ на Втором калийном пласте последовательно оказывался в каждой зоне, что сопровождалось многократным изменением вида их напряженного состояния.

Особый интерес с точки зрения нарушения структуры пород представляет деформирование I калийного горизонта при его нахождении в зоне изгиба, включающей в себя часть зон повышенного горного давления и разгрузки. В пределах этой зоны протекают активные стадии процессов сдвижения, деформирования массива и перераспределения горного давления. При этом могут образовываться самые различные сочетания главных напряжений, вплоть до появления растягивающих усилий. Кроме того, эта зона характеризуется и ростом касательных напряжений. В зоне изгиба создаются условия для увеличения трещиноватости и образования расслоений подрабатываемого I калийного горизонта в результате сдвига и растяжения по плоскостям природных неодно-родностей и вновь образовавшейся трещиноватости.

Именно эта зона характерна для краевой части мульды сдвижения. При этом во время непосредственного ведения горных работ на Втором пласте в подработанном массиве формируются новые системы микро- и макротрещин, а уже в результате длительного пребывания I калийного горизонта в зоне изгиба, формируются области расслоения пород по глинистым прослойкам и слоям. На этих участках I калийного горизонта наиболее вероятно появление газодинамических аномалий, т.е. очагов возможных газодинамических явлений.

Методом математического моделирования напряженно-деформированного состояния соляного массива на I калийном горизонте, подрабо-

N114 1111

отработано камерной системой с податливыми целнкамн

"Т~Г

танном Вторым калийным пластом, устанавливались границы зон техногенной трещиноватости (рис.2). Моделирование проводилось методом граничных элементов, влияние подработки учитывалось заданием конвергенции кровли и почвы выработанного пространства. Для учета перераспределения действующих напряжений вследствие реологических свойств соляных пород за тридцатилетний период времени после подработки I калийного горизонта принималась модель линейно-наследственной ползучести со степенным (абелевым) ядром.

Моделирование было проведено для всех возможных вариантов границ очистных работ. В результате моделирования было установлено, что зона при-грузки во всех случаях начинается на расстоянии до 10 м от границ очистных

работ в сторону массива, а область возможных разрушений контактов и глинистых прослойков распространяется в сторону выработанного пространства на расстояние: до 80 м - для границы массив-камерная система разработки с податливыми целиками и массив-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением; до 70 м - для границы массив-камерная система разработки с «жесткими» целиками; до 50 м - для границ камерная система разработки с «жесткими» цели-ками-камерная система разработки с податливыми целиками и камерная система с «жесткими» целиками-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением.

Области техногенной трещиноватости пород I калийного горизонта, опасные по ГДЯ из почвы подготовительных горных выработок, формируются в типичных горнотехнических ситуациях подработки I калийного горизонта Вторым калийным пластом и приурочены к следующим зонам: зоны техногенной трещиноватости на границе перехода от камерной системы разработки с «жесткими» целиками к камерной системе разработки с податливыми целиками; зоны техногенной трещиноватости на границе камерной и столбовой систем разработки с предохранительными околоштрековыми целиками и массивом; зоны техногенной трещиноватости на границе столбовой системы разработки с камерной системой разработки; зоны техногенной трещиноватости на границе камерной системы разработки с зонами замещения Второго калийного пласта каменной солью; зоны техногенной трещиноватости, образовавшиеся

мйесни О1]мботзно камерной енпемой

с податливыми целиками

Рис.2. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния соляного породного массива вблизи границы массив - камерная система отработки с податливыми целиками: а - вертикальные дополнительные напряжения; б - максимальные касательные напряжения, действующие в горизонтальной плоскости.

при оставлении на Втором калийном пласте околоскважинных предохранительных целиков.

3. Локальное прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы, в условиях подработки I калийного горизонта, производится по характеристикам краевых частей мульд сдвижения, разделяющим области пригрузки от области разгрузки и ограничивающим со стороны выработанного пространства области возможных расслоений по глинистым прослойкам.

Критерии для построения границ газонасыщенных зон в породах I калийного горизонта принимались из условий формирования областей возможного разрушения глинистых прослойков в породах I калийного горизонта при его подработке Вторым калийным пластом.

Размер газонасыщенной зоны в пределах краевой части мульды сдвижения пород на уровне I калийного горизонта при его подработке Вторым калийным пластом Ьг определяется по формуле:

4 = h (ctg S0 + ctg 0рассл\

где h- расстояние по нормали между I калийным горизонтом и Вторым калийным пластом, м;

30 - угол, разделяющую область пригрузки от области разгрузки, отсчитываемый со стороны массива или со стороны «жестких» целиков в случае границы «жесткие»-податливые целики, градус (для различных вариантов границ этот угол остается постоянным и равен 80°);

драссл - угол, ограничивающий области возможного разрушения и расслоения глинистых прослоев, градус (5раСся=40о для границ массив - камерная система с податливыми целиками и массив-столбовая система разработки; 8рассл=45° для границы массив-камерная система с «жесткими» целиками; 5^0^=50° для границ камерная система с «жесткими» целиками - камерная система с податливыми целиками, камерная система с «жесткими» целиками-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением).

В соответствии с этим критерием построены прогнозные карты зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы подготовительных горных выработок (рис. 3). Карты строились для всей площади распространения I калийного горизонта на шахтном поле рудника 1 РУ.

Рис.3. Карта зон, опасных по газодинамическим явлениям для участка лавы №2: а - целики и неотработанные участки, оставленные на Втором калийном пласте; б - зоны техногенной трещиноватости, образовавшиеся на уровне I калийного горизонта; в - выработки на I калийном горизонте.

Анализ горнотехнической ситуации показывает, что при существующих планах раскройки шахтного поля и подготовки выемочных участков на I калийном горизонте значительный объем подготовительных горных выработок будет приходиться в пределах зон, опасных по ГДЯ из почвы.

Для предотвращения газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных выработок на I калийном горизонте необходимо осуществлять бурение дегазационных шпуров. В различных горнотехнических условиях необходимо проводить мелкошпуровое, глубокое профилактическое бурение дегазационных шпуров либо заблаговременную дегазацию пород почвы.

Бурение дегазационных шпуров позволяет снизить давление прикон-тактных свободных газов в породах почвы горных выработок и тем самым предотвратит их разрушение в форме газодинамического явления.

Параметры мелкошпуровоего и глубокого профилактического бурения дегазационных шпуров - глубина шпуров и расстояние между шпурами, устанавливались на основании результатов экспериментальных исследований. Глубина шпуров определялась с учетом геологической привязки кровли выработок и необходимости дегазации наиболее газонасыщенных глинистых прослойков в породах почвы, положение которых в геологическом разрезе I калийного горизонта было установлено экспериментально. Расстояние между шпурами профилактического дегазационного бурения определялось экспериментально в шахтных условиях реометрическим методом по начальной скорости газовыделения в шпур-сток. Реометрический метод реализовывался путем последовательного приближения с шагом 0,5 м шпура-стока к нагнетательному шпуру. Радиус влияния шпура-стока определялся по величине начальной скорости газовыделения. Экспериментальные исследования проводились в пределах зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы. На основании экспериментальных исследований установлены следующие параметры мелкошпурового профилактического бурения дегазационных шпуров в зависимости от привязки кровли выра-

Рис.4. Параметры мелкошпурового профилактического бурения дегазационных шпуров в зависимости от привязки кровли выработки

ботки: глубина шпуров соответственно 1,3 м, 1,5 м и 1,8 м; расстояние между шпурами не более 2,5 м (рис.4).

В выработках, ширина которых составляет 4,5 м и более, необходимо производить глубокое профилактического бурения дегазационных шпуров в почву. Параметры глубокого профилактическое бурение дегазационных шпуров в почву в зависимости от привязки кровли выработки следующие: глубина шпуров соответственно 3,9 м, 4,1 м и 4,3 м; расстояние между шпурами не более 5,0 м. Глубина шпуров выбирается такой, что бы обеспечить вскрытие наиболее газоносного глинистого прослойка в слое подстилающей каменной соли.

В том случае, если проходятся параллельные подготовительные горные выработки, то возможно применение заблаговременной дегазации пород почвы. Для заблаговременной дегазации могут применяться самоходные буровые станки, имеющиеся на руднике 1 РУ. Заблаговременная дегазация пород почвы производится из ранее пройденной выработки. В этом случае под контур будущей выработки бурятся наклонные шпуры, обеспечивающие перебуривание газоносного глинистого прослойка в 1 -2 глинисто-галитовом слое нижнего силь-винитового пласта. Угол наклона и длина дегазационных шпуров зависят от расположения выработок относительно друг друга и привязки кровли выработок, и составят в среднем 30° и 5 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится решение научно-практической задачи прогнозирования и предотвращения газодинамических явлений из почвы при проведении подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород.

Основные теоретические положения, научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. В результате экспериментальных исследований газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта на границах и в пределах зон, подвергшихся техногенному воздействию (подработке камерной системой разработки с «жесткими» и податливыми целиками, столбовой и в комбинации камерная-столбовая системами разработки на нижележащих пластах), а также вне зон техногенного воздействия установлено весьма неравномерном распределении газоносности и газодинамических характеристик породного массива. Участки пород I калийного горизонта с незначительными газоносностью и начальной скоростью газовыделения (соответственно 0,1 м3/м3 и 0,05 л/мин) чередуются с участками, где в силу весьма интенсивного газовыделепия из шпуров оценить количественно газоносность не представлялось возможным.

частей мульд сдвижения. Установлено, что в краевых частях мульд сдвижения-размах значений начальной скорости газовыделения в 15 раз больше, средние значения начальной скорости газовыделения в 13 раз больше, а дисперсия начальной скорости газовыделения в 300 раз больше, чем на участках вне краевых частей мульд сдвижения. Проверка нулевой гипотезы с помощью 17-критерия Фишера показала, что значения газоносности и начальной скорости газовыделения из породного массива характеризуют зоны со значимо различными газоносностью и начальной скоростью газовыделения и этот факт не связан со случайным колебанием значений в выборках экспериментальных данных.

3. Установлено, что в зонах подработки I калийного горизонта свободные газы имеют следующий метаново-азотный компонентный состав: метан - от 39,471 % до 46,7153 %; сумма тяжелых углеводородов - от 0,6917 % до 1,9545 %; углекислый газ - от 4,8822 % до 7,5552 %; гелий - от 0,2796 % до 0,3645 %; водород - от 0 % до 0,1885 %; азот - от 46,0245 % до 52,6243 %.

4. Результаты геомеханического моделирования напряженно-деформированного состояния пород I калийного горизонта на границах и в пределах зон его подработки показали, что в породном массиве наблюдаются как области пригрузки на величину до 4 МПа, так и области разгрузки на величину до 1-2 МПа. Зонам разгрузки соответствуют области возможного расслоения породного массива по глинистым прослойкам, в которых создаются условия для миграции свободного газа из областей с повышенным горным давлением в зоны разгрузки. Формирование газонасыщенных зон в породах I калийного горизонта возможно во всех случаев появления временных и постоянных границ фронта очистных работ на подрабатывающих пластах. В этом случае в подработанном массиве реализуется области разгрузки от вертикальных напряжений, а также области растягивающих горизонтальных деформаций. В зонах разгрузки от вертикальных напряжений за счет разрушений и расслоений по глинистым прослоям создаются благоприятные условия для фильтрации в такие зоны свободных газов и формирования квазиизолированных газонаполненных областей. Дополнительные сжимающие напряжения, действующие по другую сторону от границы, играют роль своеобразного барьера, препятствующего дальнейшей фильтрации газа и более равномерного его распространения по подработанному массиву.

5. Разработаны критерии выявления газонасыщенных зон, основанные на угловых характеристиках геомеханических процессов при подработке пород I калийного горизонта. Граница, разделяющая область пригрузки пород от области их разгрузки, аппроксимируется прямой, проходящей под углом ёо=80°, отсчитываемого со стороны массива или со стороны «жестких» целиков в случае границы «жесткие»-податливые целики. Для различных вариантов границ фронта очистных работ на подрабатывающих пластах этот угол остается постоянным. Прямая, ограничивающая области возможного разрушения и расслоения глинистых прослоев, проходит под углом брас,:*, отсчитываемого со стороны выработанного пространства: драссл=40° для границ массив-камерная система разработки с податливыми целиками и массив-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением; драссл=45° для границы массив-

камерная система с «жесткими» целиками и брассл=50° для границ камерная система с «жесткими» целиками-камерная система с податливыми целиками и камерная система с «жесткими» целиками-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением.

6. Разработаны способы предотвращения газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве. Для обеспечения безопасности ведения горных работ в газонасыщенных зонах требуется проводить принудительную дегазацию породного массива с помощью профилактического бурения дегазационных шпуров. В одиночных выработках шириной до 4,5 м необходимо в процессе проходки бурить дегазационные шпуры в почву с шагом не более 2,5 м. Глубина шпуров принимается в соответствии с геологической привязкой кровли выработки 1,3 м, 1,5 м и 1,8 м. В выработках, ширина которых составляет 4,5 м и более, необходимо производить глубокое профилактического бурения дегазационных шпуров в почву. Параметры глубокого профилактическое бурение дегазационных шпуров в почву в зависимости от привязки кровли выработки следующие: глубина шпуров соответственно 3,9 м, 4,1 м и 4,3 м; расстояние между шпурами не более 5,0 м.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Рациональный способ предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок в калийных рудни-ках//Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов: Тезисы докл. междунар. научн. конф. - Пермь: ФНГУ Естественнонаучный институт,- 2005. - С. 86-87.

2. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Анализ результатов экспериментальных исследований газоносности пород I калийного горизонта/Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2005 году б-13 апреля 2006г.- Пермь: - 2006. - С. 171 -173.

3. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Анализ горнотехнических условий проявления газодинамических явлений при проведении выработок на I калийном горизонте Старобинского месторождения//Тезисы докладов Первого Российского научного форума Демидовские чтения. Екатеринбург. 2-3 марта 2006 г. - Екатеринбург: - 2006. - С. 324-325.

4. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Исследование газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта шахтного поля 1 РУ Старобинского месторождения//Сборник статей по материалам региональной научно-практическос конференции Геология и полезные ископаемые западного Урала. - Пермь: - 2006. - С. 216-218.

5. Андрейко С.С., Иванов О.В., Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Закономерности изменения газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта в условиях шахтного поля рудника 1РУ РУП "ПО "Бе-ларуськалий'У/Горное эхо. Вестник Горного института. - Пермь: ГИ УрО РАН. - 2006. - № 1(23). - С.24-26.

6. Авдрейко С.С., Иванов О.В., Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Результаты экспериментальных исследований газоносности пород I калийного горизонта в условиях рудника 1 РУ РУП «ПО «Беларуськалий»//Горная механика: научно-технический журнал. - Солигорск: - 2006. -№ 2. - С.23-28.

7. Авдрейко С.С., Иванов О.В., Саламатина H.A.(Литвиновская H.A.), Береснев С.П. Горнотехнические условия формирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, в породах I калийного горизонта на шахтном поле рудника 1 РУ РУП «ПО «Беларуськалий»//Горная механика: научно-технический журнал. - Солигорск: - 2006. - № 4. - С.3-8.

8. Авдрейко С.С., Иванов О.В., Саламатина H.A.(Литвиновская H.A.), Береснев С.П. Механизм формирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, в породах I калийного горизонта на шахтном поле рудника 1 РУ РУП «ПО «Беларуськалий»//Горное эхо. Вестник Горного института. - Пермь: ГИ УрО РАН. - 2006. -№ 3(25). - С.25-30.

9. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Механизм формирования скоплений свободного газа в породах I калийного горизонта на шахтном поле рудника 1 РУ РУП "ПО "Беларуськалий'У/Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2006 году 16-20 апреля 2007г.- Пермь: -2007.-С. 148-150.

10. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Формирование зон, опасных по газодинамическим явлениям, на шахтном поле I рудоуправления "Беларуська-лий'7/Сборник статей по материалам региональной научно-практическос конференции Геология и полезные ископаемые западного Урала. - Пермь: -Изд-во Перм. гос. ун-та. - 2007. - С. 320-323.

11. Андрейко С.С., Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Предотвращение газодинамических явлений из почвы горных выработок на I калийном горизонте рудника 1РУ ПО «Беларуськалий»//Труды конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (10-13 октября 2006г.). - Новосибирск: ИГД СО РАН. - 2007. -T.II. -С.355-363.

12. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Локальный прогноз газодинамических явлений из почвы горных выработок на I калийном горизонте Старо-бинского месторождения/Саламатина H.A.(Литвиновская H.A.), Перминов К.М.//Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2008: - № 8. - С.94-97.

13. Саламатина H.A. (Литвиновская H.A.) Прогнозирование газонасыщенных зон в породах I калийного горизонта на шахтном поле рудника 1 РУ/Н.А. Са-ламатина//Стратегия и процесссы освоения георесурсов: материалы ежегод. науч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2007 г., 21-25 апр. 2008 г. - Пермь: - 2008. - С.260-262.

14. Литвиновская H.A. Способы предотвращения газодинамических явлений из пород почвы при проведении горных выработок на 1 калийном горизон-те//Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы региональной научно-практической конференции. - Пермь: - Изд-во Перм. гос. унта. - 2009. - С.381-383.

15. Литвиновская H.A. Предотвращение газодинамических явлений при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород//Стратегия и процесссы освоения георесурсов: материалы ежегод. науч. сес. Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2008 г., 20-24 апр. 20089г. - Пермь: - 2009. - С.232-235.

16. Литвиновская H.A. Предотвращение газодинамических явлений при проведении горных работ в подработанном массиве соляны пород (на примере Старобинского месторождения калийных солей)//Стратегия и процессы освоения георесурсов: материалы ежегод. науч. сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2009 г. 19-23 апреля 2010 г. Пермь. - Пермь:-2010. - С.225-226.

17. Литвиновская H.A. Прогноз и предотвращение газодинамических явлений из почвы подготовительных горных выработок в условиях подработ-ки//Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГТУ. - 2010. -№4. -С. 180-186.

18. Геомеханическое моделирование внезапных разрушений пород почвы горных выработок/Андрейко С.С., Подлесный И.А., Береснев С.П.,Некрасов C.B., ЛитвиновскаяН.А.//Горный журнал. -М.: -2010. -№8. - С.28-30.

19. Исследование механизма формирования опасных по газодинамическим явлениям зон в породах калийного горизонта/Андрейко С.С., Береснев С.П., Сенюк В.В., Гончар В.И., Литвиновская Н.А//Горный журнал. - М.: - 2010. -№8. - С.31-33.

20. Литвиновская H.A. Определение параметров мелкошпурового и глубокого профилактического дегазационного бурения в зонах, опасных по газодинамическим явлениям из почвы подготовительных горных выработок/Стратегия и процессы освоения георесурсов: материалы ежешд. науч. сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2010 г. 18-22 апреля 2011 г. Пермь. - Пермь: - 2011 .-С. 264-266.

Сдано в печать 18.05.2011 г. Формат 60x84/16. Тираж 120 экз.

Отпечатано сектором НТИ Горного института УрО РАН 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78а

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Литвиновская, Наталья Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Геологические и горнотехнические условия разработки калийных пластов.

1.2. Газовыделения и газодинамические явления в горных выработках на I калийном горизонте в условиях шахтного поля рудника 1 РУ.

1.3. Обзор и анализ работ по прогнозированию газодинамических явлений в калийных рудниках.

1.4. Обзор н анализ работ по предотвращению газодинамических явлений.

1.5. Цели и задачи исследований.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛЯНЫХ ПОРОД I КАЛИЙНОГО ГОРИЗОНТА.

2.1. Состояние изученности газоносности пород Старобинского месторождения калийных солей.

2.2. Методика проведения экспериментальных исследований газоносности н газодинамических характеристик пород I калийного горизонта.

2.3. Экспериментальные исследования газоносности н газодинамических характеристик пород I калийного горизонта на восточном крыле шахтного поля рудника 1 РУ.

2.3. Исследование газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта на западном крыле шахтного поля рудника 1РУ.

2.4. Закономерности распределения газоносности н начальной скорости газовыделения по геологическому разрезу I калийного горизонта в условиях шахтного поля рудника 1 РУ.

2.5. Результаты исследований компонентного состава свободного газа пород I калийного горизонта.

2.6. Выводы.

3. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ОЧАГОВ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ПОРОДАХ I КАЛИЙНОГО ГОРИЗОНТА.

3.1. Существующие представления о механизме образования очагов газодинамических явлений в породах I калийного горизонта.

3.2. Гипотеза механизма образования очагов газодинамических явлений в породах I калийного горизонта.

3.3. Постановка задачи и метод расчета напряженно-деформированного состояния пород I калийного горизонта.

3.4. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния соляного породного массива вблизи границы массив — камерная система отработки с податливыми целиками.

3.4. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния соляного породного массива вблизи границы массив — камерная система с «жесткими» целиками.

3.5. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния соляного породного массива вблизи границы камерной системы с «жесткими» и податливыми целиками.

3.6. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния соляного породного массива I калийного горизонта при подработке столбовой системой разработки и в сочетании камерная и столбовая системы разработки.

3.7. Горнотехнические ситуации, способствующие формированию зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы подготовительных горных выработок.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗОН ВОЗМОЖНЫХ СКОПЛЕНИЙ СВОБОДНОГО ГАЗА В ПОРОДАХ I КАЛИЙНОГО ГОРИЗОНТА.

4.1. Методика экспериментальной проверки зон скоплений свободного газа.

4.2 Результаты экспериментальной проверки зон возможных скоплений свободного газа в породах I калийного горизонта.

5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ИЗ ПОЧВЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

В УСЛОВИЯХ I КАЛИЙНОГО ГОРИЗОНТА.

5.1. Прогнозирование газодинамических явлений из почвы горных выработок в условиях I калийного горизонта.

5.1.1. Методика прогнозирования газонасыщенных зон в породах I калийного горизонта.

5.1.2. Карта газонасыщенных зон пород I калийного горизонта в районе выработок главного направления.

5.1.3. Карта газонасыщенных зон пород I калийного горизонта для восточного крыла шахтного поля.

5.1.4. Карта газонасыщенных зон пород I калийного горизонта для западного крыла шахтного поля.

5.2. Предотвращение газодинамических явлений из почвы горных выработок в условиях I калийного горизонта.

5.2.1. Общие положения.

5.2.2. Методика определения параметров дегазации пород почвы I калийного горизонта.

5.2.3. Результаты экспериментальных исследований по определению параметров профилактической дегазации пород почвы горных выработок на I калийном горизонте.

5.2.4. Параметры мелкошпурового профилактического бурения дегазационных шпуров в почву горных выработок.

5.2.5. Параметры глубокого профилактического бурения дегазационных шпуров в почву горных выработок.

5.2.6. Заблаговременная профилактическая дегазация пород почвы горных выработок.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород"

Актуальность темы диссертапии. Подземная разработка практически всех калийных месторождений в мире осложняется газодинамическими явлениями. Внезапные выбросы соли и газа, обрушения пород кровли и разрушения пород почвы, сопровождающиеся газовыделениями, явления комбинированного типа и отжимы призабойной части пород - все эти явления несут угрозу жизни шахтеров, разрушают проходческое оборудование, нарушают проектные сечения выработок, а также ритмичность работы калийных рудников. Несмотря на опыт и знания, накопленные учеными и шахтерами, на данный момент проблема газодинамических явлений в калийных рудниках решена не до конца и требует самого пристального внимания горной науки и производства.

Решению проблемы газодинамических явлений в калийных рудниках были посвящены работы A.B. Андреева, С.С. Андрейко, М.М. Бея JI.B. Бы-лино, В.Б. Вагина, Б.Ш. Винокура, В.И. Галкина, П.В. Долгова, СЛ. Жихарева, А.Н. Земскова, В.П. Зубова, О.В. Иванова, С.А. Константиновой, A.C. Кириченко, О.В. Ковалева, А.Е. Краснопггейна, Н.Ф. Красюка, Б.В. Лаптева, B.C. Ливинского, Н.Г. Матвиенко, И.И. Медведева, В.В. Мещерякова, P.C. Пермякова, Г.Д. Поляниной, Н.М. Проскурякова, Ю.Г. Сиренко, А.Д. Смыч-ника, А.Ю. Трофимова и других ученых. В них накоплен и обобщен обширный фактический материал, решены теоретические и практические задачи. Внедрение результатов выполненных исследований в практику ведения горных работ позволило уменьшить число газодинамических явлений в калийных рудниках.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, практика ведения горных работ в калийных рудниках свидетельствует о том, что проблема газодинамических явлений и в настоящее время остается актуальной. Поэтому для повышения безопасности ведения горных работ требуются как дальнейшее изучение механизмов образования очагов газодинамических явлений, так н разработка методов прогнозирования и эффективных способов их предотвращения. Решению проблемы газодинамических явлений из почвы подготовительных горных выработок в подработанном соляном породном массиве посвящено относительно небольшое число научных работ. Между тем эта проблема актуальна как для рудников Старобинского месторождения, так и для рудников Верхнекамского месторождения. Данный вид газодинамических явлений в большей степени характерен для подготовительных выработок, проходимых в породах I калийного горизонта на руднике 1 РУ ОАО «Беларуськалнй». Уникальность горнотехнической ситуации на этом горизонте в условиях шахтного поля рудника 1 РУ ОАО «Беларуськалнй» состоит в том, что он на всей площади распространения подработан очистными горными работами на нижерасположенных П и Ш калийных горизонтах. С начала ведения горных работ на I калийном горизонте происходят газодинамических явлений в виде внезапных разрушений пород почвы горных выработок, сопровождающихся газовыделениями, результатами которых стали травмы горнорабочих, серьезные повреждения дорогостоящих проходческих комбайнов н длительные остановки работ по подготовке выемочных столбов к отработке. Кроме того, регулярно фиксируются газовыделения из пород почвы подготовительных выработок, что приводит к длительным остановкам горных работ.

Особенности условий возникновения и протекания внезапных разрушений пород почвы, сопровождающихся газовыделениямн, при проходке подготовительных горных выработок в подработанном породном массиве I калийного горизонта не позволяют объяснить механизм образования очагов данных газодинамических явлений только на основании ранее полученных результатов, что в свою очередь требует научного обоснования методов прогнозирования и способов предотвращения этих опасных природных явлений.

Связь работы с крупными научными программами и темами.

Изменение окружающей среды н климата: природные катастрофы», тема «Изучение механизма воздействия на геологическую среду геодинамических процессов в газоносном массиве сложного тектонического строения»; тема "Провести исследования, определить участки шахтных полей, где необходимо применение дистанционного режима управления (включение и выключение) проходческим комбайном при проходке горных выработок выше V сильвинитового слоя на Ш калийном горизонте и оценить необходимость применения защитных мероприятий при ведении горных работ на I калийном горизонте рудника 1 РУ"; тема "Провести исследования, разработать и внедрить способы предотвращения внезапных разрушений пород почвы, сопровождающихся газовыделениями, для условий I калийного горизонта рудника 1 РУ"; тема «Провести исследования, обобщить данные и разработать нормативный документ, регламентирующий безопасное ведение горных работ на газоносных и выбросоопасных пластах Старобинского месторождения калийных солей». В выполнении научно-исследовательских работ автор принимал участие как исполнитель и ответственный исполнитель.

Цель работы — разработка метода прогнозирования и эффективного способа предотвращения газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород.

Основные задачи работы:

Основные научные положения, выносимые на защиту:

Закономерности распределения свободных газов по геологическому разрезу I калийного горизонта в различных горнотехнических условиях его подработки, позволившие установить наличие техногенных газонасыщенных зон.

Очаги газодинамических явлений в подработанных породах I калийного горизонта представляют собой находящиеся в неустойчивом равновесии квазнизолированные системы газонаполненных трещин расслоения, которые образуются в зонах разгрузки от вертикальных напряжений в результате разрушений и расслоений по глинистым прослойкам и слоям и последующей фильтрации свободных газов из окружающего массива.

Локальное прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям из почвы, в условиях подработки I калийного горизонта, производится по характеристикам краевых частей мульд сдвижения, разделяющим области пригрузкн от области разгрузки и ограничивающим со стороны выработанного пространства области возможных расслоений по глинистым прослойкам.

Предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном породном массиве I калийного горизонта достигается снижением до безопасной величины газового давления в трещинах расслоения путем принудительной дегазации пород почвы с помощью дегазационных шпуров, бурение которых необходимо проводить непосредственно в процессе проходки выработки или заблаговременно.

Научная новизна:

- разработан механизм формирования очагов газодинамических явлений в породах I калийного горизонта, представляющих собой квазинзолиро-ванные системы газонаполненных трещин расслоения;

- разработана методика прогнозирования газонасыщенных зон, в условиях подработки I калийного горизонта;

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

- сопоставимостью результатов теоретического решения и шахтных экспериментальных работ;

- соответствием результатов прогнозирования газонасыщенных зон практике ведения горных работ;

- положительными результатами опытно-промышленных испытаний способов предотвращения газодинамических явлении из почвы горных выработок;

Практическое значение результатов исследований заключается в следующем:

- разработаны варианты способов предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок.

Реализадия результатов работы.

1. Мероприятия по безопасной проходке подготовительных выработок на Первом калийном горизонте рудника 1 РУ (гор. —200м) РУП «ПО «Беларуськалий» (утверждены 09.02.2005г.)

Личный вклад автора заключается:

- в разработке методических решений по проведению шахтных н аналитических исследований;

- в разработке методики прогноза газонасыщенных зон и построении прогнозных карт;

- в теоретическом обобщении и обосновании защищаемых научных положений.

Апробощм результатов диссертационной работы.

Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международной научной конференции «Эколого-экономнческие проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов» (Пермь, 2005), на конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (Пермь, 2006, 2007, 2008, 2009), на международной конференции «Демидовские чтения на Урале» (Екатеринбург, 2006), на I молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» (Екатеринбург, 2007), на конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (Новосибирск, 2007), на научных сессиях ГИ УрО РАН (Пермь, 2006, 2007,

2008, 2009, 2010, 2011), на международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2010).

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Литвиновская, Наталья Александровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные теоретические положения, научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. В результате экспериментальных исследований газоносности и газодинамических характеристик пород I калийного горизонта на границах и в пределах зон, подвергшихся техногенному воздействию (подработке камерной системой разработки с «жесткими» и податливыми целиками, столбовой и в комбинации камерная-столбовая системами разработки на нижележащих пластах), а также вне зон техногенного воздействия установлено весьма неравномерном распределении газоносности и газодинамических характеристик породного массива. Участки пород I калийного горизонта с незначительными газоносностью и начальной скоростью газовыделения (соответственно 0,1 М н 0,05 л/мин) чередуются с участками, где в силу весьма интенсивного газовыделения из шпуров оценить количественно газоносность не представлялось возможным.

2. В результате анализа вариационных рядов значений газоносности и начальной скорости газовыделения пород I калийного горизонта установлено, что в краевых частях мульд сдвижения размах значений газоносности почти в 40 раз больше чем на участках вне краевых частей мульд сдвижения. Средние значения газоносности породного массива в краевых частях мульд сдвижения в 1,5 раза, а дисперсия в 10 больше, чем на участках чем на участках вне краевых частей мульд сдвижения. Установлено, что в краевых частях мульд сдвиженияразмах значений начальной скорости газовыделения в 15 раз больше, средние значения начальной скорости газовыделення в 13 раз больше, а дисперсия начальной скорости газовыделения в 300 раз больше, чем на участках вне краевых частей мульд сдвижения. Проверка нулевой гнпотезы с помощью Р-критерш Фишера показала, что значения газоносности и начальной скорости газовыделения из породного массива характеризуют зоны со значимо различными газоносностью н начальной скоростью газовыделения и этот факт не связан со случайным колебанием значений в выборках экспериментальных данных.

4. Результаты геомеханического моделирования напряженно-деформированного состояния пород I калийного горизонта на границах и в пределах зон его подработки показали, что в породном массиве наблюдаются как области пригрузки на величину до 4 МПа, так и области разгрузки на величину до 1-2 МПа. Зонам разгрузки соответствуют области возможного расслоения породного массива по глинистым прослойкам, в которых создаются условия для миграции свободного газа из областей с повышенным горным давлением в зоны разгрузки. Формирование газонасыщенных зон в породах I калийного горизонта возможно во всех случаев появления временных и постоянных границ фронта очистных работ на подрабатывающих пластах. В этом случае в подработанном массиве реализуется области разгрузки от вертикальных напряжений, а также области растягивающих горизонтальных деформаций. В зонах разгрузки от вертикальных напряжений за счет разрушений и расслоений по глинистым прослоям создаются благоприятные условия для фильтрации в такие зоны свободных газов и формирования квазнизоли-рованных газонаполненных областей. Дополнительные сжимающие напряжения, действующие по другую сторону от границы, играют роль своеобразного барьера, препятствующего дальнейшей фильтрации газа н более равномерного его распространения по подработанному массиву.

5. Разработаны критерии выявления газонасыщенных зон, основанные на угловых характеристиках геомеханических процессов при подработке пород I калийного горизонта. Граница, разделяющая область прнгрузки пород от области их разгрузки, аппроксимируется прямой, проходящей под углом до=80°, отсчитываемого со стороны массива или со стороны «жестких» целиков в случае границы «жесткие»-податливые целики. Для различных вариантов границ фронта очистных работ на подрабатывающих пластах этот угол остается постоянным. Прямая, ограничивающая области возможного разрушения и расслоения глинистых прослоев, проходит под углом драссл, отсчитываемого со стороны выработанного пространства: драса^О0 для границ массив-камерная система разработки с податливыми целиками и массив-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением; &рассл~45° для границы массив-камерная система с «жесткими» целиками и Зрассл~50° для границ камерная система с «жесткими» целикамн-камерная система с податливыми целиками и камерная система с «жесткими» целика-ми-столбовая система разработки с управлением кровлей полным обрушением.

6. Разработаны способы предотвращения газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве. Для обеспечения безопасности ведения горных работ в газонасыщенных зонах требуется проводить принудительную дегазацию породного массива с помощью профилактического бурения дегазационных шпуров. В одиночных выработках шириной до 4,5 м необходимо в процессе проходки бурить дегазационные шпуры в почву с шагом не более 2,5 м. Глубина шпуров принимается в соответствии с геологической привязкой кровли выработки 1,3 м, 1,5 м и 1,8 м. В выработках, ширина которых составляет 4,5 м и более, необходимо производить глубокое профилактического бурения дегазационных шпуров в почву. Параметры глубокого профилактическое бурение дегазационных шпуров в почву в зависимости от привязки кровли выработки следующие: глубина шпуров соответственно 3,9 м, 4,1 ми 4,3 м; расстояние между шпурами не более 5,0 м.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Литвиновская, Наталья Александровна, Пермь

1. Высоцкий В.А. Калиеносные бассейны мира / В.А. Высоцкий, Р.Г. Га-рецкий, В.З. Кислнк. Мн.: Наука и техника - 1988. - 387 с.

2. Гарецкий Р.Г. Калийные соли Припятского прогиба / Р.Г. Гарецкий, Э.А. Высоцкий, В.З. Кислик и др. Мн.: Наука н техника - 1984. - 182 с.

3. Гарецкий Р.Г. Девонские соленосные формации Припятского прогиба / Р.Г. Гарецкий, В.З. Кислик Э.А. Высоцкий, и др. — Мн.: Наука и техника.- 1982. 208 с.

4. Геология и петрография калийных солей Белоруссии. Мн.: Наука и техника - 1969. - 367 с.

5. Андрейко С.С. Газодинамические явления в калийных рудниках: Генезис, прогноз и управление / С.С. Андрейко, П.А. Калугин, В.Я. Щерба -Мн.: Вышэйшая школа.- 2000. — 335 с.

6. Кириенко В.М. Опыт селективной выемки калийных пластов на Старо-бинском месторождении / В.М. Кириенко, В.Н. Плескунов, В.Н. Чужов // Горный журнал. 2003. - №7. - С. 50-52.

7. Быков Л.Н. Изогазы и теория происхождения очагов внезапных газовы-деленнй / Л.Н. Быков.- М.:- 1932. 132 с.

8. Коньков Г.А. О значении выявления выбросоопасных зон в условиях Донбасса для прогноза выброса / Г.А. Коньков // Борьба с внезапными выбросами в угольных шахтах. М.:— 1962. — С. 598-600.

9. Коньков Г.А. О связи новейших и современных тектонических движений с метаноноснымн и выбросоопасными зонами в условиях Донецкого бассейна / Г.А. Коньков // Доклады АН СССР. 1962. - Т. 143, №3. - С. 670-673.

10. Вереда B.C. О соотношении газодинамических зон, трещиноватости углей и температурного режима Донбасса с современными тектоническими движениями / B.C. Вереда, Б.К. Юрченко // Современные движения земной коры. 1968. - №4. - С. 80-90.

11. Забигайло В.Е. Геологические условия выбросоопасностн угольных пластов Донбасса / В.Е. Забигайло, А.З. Широков, Л .Я. Кратенко и др. Киев: Техника.- 1980. - С. 68-88.

12. Николин В.И. Борьба с выбросами угля и газа в шахтах / В.И. Николнн, И.И. Балинченко, A.A. Симонов— М.: Недра—1981. -300 с.

13. Забигайло В.Е. Геологические основы теории прогноза выбросоопасностн угольных пластов и горных пород / В.Е. Забигайло. Киев: Наукова думка.- 1978. - 164 с.

14. Ольховиченко А.Е. Прогноз выбросоопасностн угольных пластов и пород при разведке и доразведке месторождений / А.Е. Ольховиченко, Б.М. Иванов, Ю.П. Зубарев и др. Киев: Техника - 1988. - 128 с.

15. Вольпова JI.C. Анализ методов прогноза выбросоопасностн пластов на стадии проектирования и строительства шахт / JI.C. Вольпова, B.C. Вла-сенко, Ю.П. Зубарев // Уголь Украины. 1988. - №9. - С. 42-43.

16. Вольпова Л.С. О методике прогноза выбросоопасностн угольных пластов при геологоразведочных работах/ Л.С. Вольпова, А.Н. Кобозев // прогноз выбросоопасностн угольных пластов на стадии геологоразведочных работ. — Днепропетровск: — 1987. — С. 22-24.

17. В.Н. Потураев Прогноз и предотвращение выбросов пород и газа / Поту-раев В.Н., Зорин А.Н., Забигайло В.Е. и др. — Киев: Наукова думка.-1986 -160 с.

18. Бобров И.А. Перспективы повышения надёжности прогнозирования вы-бросоопасности / И.А. Бобров // Безопасность труда в промышленности. — 1993. — № 2. — С.14-16.

19. Худнн Ю.А. Научно-технические аспекты решения проблемы предотвращения газодинамических явлений в угольных шахтах / Ю.А. Худнн, И.В. Сергеев, Б.М. Иванов // Безопасность труда в промышленности. — 1993. — № 2. — С.б-9.

20. Haase G., Jahne Н. Die geologische Position der C02 — Ausbruche und die Bedeutung der regionalen Prognose im Werra-Revier. Freib. Forsch.-H.Leipzig, 1966. S. 71-80.

21. Oelsner O. Ergebnisse neuer Untersuchungen in C02 — Fuhrenden Salzen des Werragebiets. Bergakad., 1963. - S. 19-27.

22. Hoffman K. Gasanalytische Untersuchungen in ССЬ fuhrenden Salzen des Werra-Gebiets. Bergakademie. - № 6. - 1963. - S. 190-194.

23. Лаптев Б.В., Тупицын И.С. Прогноз выбросоопасностн калийных пород при подготовке выемочных полей / Б.В. Лаптев, И.С. Тупицын // Шахтное строительство. 1990. - №4. — С. 9-10.

24. Лаптев Б.В. Предотвращение газодинамических явлений в калийных рудниках/Б.В. Лаптев-М.:-Недра.- 1994. 138 с.

25. Лаптев Б.В. Научное обоснование прогноза и предотвращения газодинамических явлений при разработке калийно-магниевых солей: Авто-реф. дне. . д-ра техн. наук. СПб.:- 1996. - 38 с.

26. Яхеев B.B. Особенности газодинамических явлений в краевой зоне на Старобннском месторождении калийных солей / В.В. Яхеев, В.Д. Фомина // Известия вузов. Горный журнал. 1983. - №1. - С. 44-46.

27. Яхеев В. В. Разработка методов прогноза газодинамических явлений и совершенствование способов отработки краевых зон калийных месторождений: Автореф. дне. . канд. тех. наук. Л.:— 1985. — 20 с.

28. Яхеев В.В. Многомерный критерий сравнения выбросоопасности двух геологических зон месторождений полезных ископаемых /В.В. Яхеев // Известия вузов. Горный журнал. — 1987. —№3. С. 73-76.

29. Duchrow G. Methoden zur Bekämpfung mechanischer Zerstörungen bei schweren Gasausbruchen im Kalibergbau. Freib. Forsch. H. A. 183. — 1961. -S.64-81.

30. Duchrow G. Analytische Untersuchungen zur Schadenbekämpfung bi CO2 -Austritten im Weira-Kalibergbau. Freib. Forsch. H. A. 304. 1964. - S. 119165.

31. Hafiier H.P. Versuchergebnisse beim Groslochbohren in ausbruchaktiven Salz und vorlaufige Schissfolgerungen über die Ausbruchsgefahr. F. F.-H. Leipzig, 1671.-S. 90-94.

32. Eckart D. Beitrag zur Bekämpfung plötzlicher Ausbruche von Salz und Gas. Bergakademie, № 17. 1965. - S. 759-760.

33. Duchrow G. Ermittlung der zweckmassigsten Einsatzbereiche von Methoden zur Prognose plötzlicher Ausbruche von Salz und Kohlensaure im Werra-Kaligebit. Bergakademie, № 12. 1967. - S. 584-589.

34. Forster S. Dichtigkeitsuntersuchugen des Salinars. Forchungsbericht der Bergakademie. Freiberg, 1969. S. 136-142.

35. Проскуряков H.M. Внезапные выбросы породы н газа в калийных рудниках/Н.М. Проскуряков — М.: Недра 1980. - 264 с.

36. Морачевский Ю.В. О газоносности калийных пластов Верхнекамского месторождения / Ю.В. Морачевский // Бюл. ВИГ. JI.:-1939. - № 6-7. -С. 10-18.

37. Фивег М.П. О работах ВИГ по изучению газов карналлитовых пород Соликамского рудника / М.П. Фивег // Геология месторождений калийных солей и их разведка. Л.:- 1973. - Вып. 64. - С. 32-39.

38. Галкин В.И., Бей М.М., Губарев В.Н. Прогнозирование потенциально выбросоопасных зон / В.И. Галкин, М.М. Бей, В.Н. Губарев // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. — 1981. №3. - С. 21-22.

39. Бей М.М. Безопасная разработка калийно-магниевых солей / М.М. Бей, С.С. Андрейко, Б.В. Лаптев, Г.П. Шаманский // Повышение эффективности разработки Верхнекамского калийного бассейна. Пермь:— 1986. -С. 132-146.

40. Долгов П.В. Методы прогноза н предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках / П.В. Долгов, Г.Д. Полянина, А.Н. Земсков — Алма-Ата: Наука.- 1987. 176 с.

41. Земсков А.Н. Особенности газодинамических явлений на Третьем Верхнекамском калийном руднике / А.Н. Земсков // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:— 1977. — С. 100-104.

42. Винокур Б.Ш., Лаптев Б.В. Управление выбросоопасностью и напряженно-деформированное состояние соляных пород / Б.Ш. Винокур, Б.В. Лаптев // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:-1976. - С. 78-85.

43. Проскуряков Н.М. Газодинамические явления на Солигорских калийных рудниках/ Н.М. Проскуряков, В.Д. Фомина, В.К. Рожков Мн.: Полымя-1974.-212 с.

44. Проскуряков Н.М. Управление газодинамическими процессами в пластах калийных руд / Н.М. Проскуряков, О.В. Ковалёв, В.В. Мещеряков -М.: Недра 1988. - 239 с.

45. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобннском месторождении калийных солей. — Мн.:- 1995. — 213 с.

46. Вагин В.Б. Выявление и изучение выбросоопасных структур сейсмическими методами в подземных условиях Старобинского месторождения: Автореф. днеканд. геол.-мин. наук. Л.:- 1979. - 20 с.

47. Шаблинский Г.Н. Сейсмическая характеристика малоамплнтудных нарушений в подземных выработках Старобинского месторождения / Г.Н. Шаблинский, В.Б. Вагин // Известия вузов. Горный журнал. 1986. -№9. - С. 4-7.

48. Захаров Н.И. О возможности прогнозирования внезапных выбросов соли и газа в Индерском месторождении по геологическим признакам / Н.И. Захаров, Г.Д. Полянина // Разработка соляных месторождений: сб. научи. тр. Пермь:- 1977. - С. 142-146.

49. Захаров Н.И. Некоторые свойства выбросоопасных пород Индерского борно-калийного месторождения / Н.И. Захаров // Разработка соляных месторождений: сб. научн. тр. Пермь:- 1982. - С. 83-85.

50. Полянина Г.Д. Научное обоснование и разработка безопасных методов ведения горных работ в соляных породах в условиях газовыделений и газодинамических явлений: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. JI.:— 1990. -40 с.

51. Медведев И.И. Газовыделення в калийных рудниках / И.И. Медведев, Г.Д. Полянина. -М.: Недра:- 1974. 168 с.

52. Кириченко A.C. Прогнозирование выбросоопасности соляных пород реставрационным способом / A.C. Кириченко // Технология подземной разработки калийных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:- 1980. — С. 60-63.

53. Кириченко A.C. Разработка метода прогнозирования и совершенствования способов предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. — СПб.:— 1992. — 47 с.

54. Вислобоков A.A. Разработка метода и средств оперативного контроля выбросоопасности на основе изучения акустической эмиссии карналли-товых руд при их растворении: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — М.:— 1989. -19 с.

55. Ковалев О.В. Особенности безопасной разработки калийных месторождений / О.В. Ковалев, B.C. Лнвенский, JI.B. Былинно. Мн.: Полымя:-1982. - 96 с.

56. Пермяков P.C. Внезапные выбросы соли и газа / P.C. Пермяков, Н.М. Проскуряков -Л.: Недра:- 1972 180 с.

57. Петросян А.Э. Теория внезапных выбросов / А.Э. Петросян, Б.М. Иванов, В.Г. Крупеня М.: Наука:- 1983. - 152 с.

58. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов / И.М. Петухов, A.M. Линьков -М.: Недра:- 1983. 280 с.

59. Wolf Н. Zur Aerodynamir der plotlichen Ausbruche von Salz und Gas im Werra-Kalibergbau / Dissertation Techn. Universität. — Dresden, 1965. — 165 s.

60. Петухов И.М. Горные удары на угольных шахтах / И.М. Петухов М.: Недра.- 1972. - 221 с.

61. Теория защитных пластов / И.М. Петухов и др. М.: Недра- 1976. — 223 с.

62. Петухов И.М. Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа / И.М. Петухов, А.И. Линьков. М.: Недра:- 1978 - С. 62-91.

63. Полянин Г.Д. Управление выбросоопасностью карналлнтового пласта с помощью разгружающе-дегазационных щелей и скважин / Г.Д. Полянин, Ю.А. Виноградов // Физические процессы горного производства: сб. науч. тр. М.:- 1994 - С. 51-53.

64. Виноградов Ю.А. Результаты шахтных испытаний эффективности разгружающих скважин для предотвращения выбросов карналлита и газа / Ю.А. Виноградов // Проблемы безопасной разработки калийных месторождений: сб. науч. тр. -Мн.:- 1990. С. 101-102.

65. Виноградов Ю.А. Исследование н разработка способа предотвращения внезапных выбросов соляных пород н газов: Автореф. дне. . канд. техн. наук. Л.:—1991. - 18 с.

66. Бирюков Ю.М. Новые способы предотвращения внезапных прорывов газа из почвы горных выработок: обзор / Ю.М. Бирюков // ЦНИЭИуголь. -М.:-1991.-65 с.

67. Полянина Г.Д. Технология и безопасность разработки Верхнекамского калийного месторождения / Г.Д. Полянина, А.Н. Земсков, Ю.Н. Падерин. Пермь: Перм. кн. изд-во.— 1990. —262 с.

68. Виноградов Ю.А. Оценка влияния разрезных разгружающих выработок на напряжённо-деформированное состояние соляного массива / Ю.А. Виноградов, Г.Д. Полянина, Л.М. Папулов // Физические процессы горного производства. — Л.:— 1989. С. 90-94.

69. Полянина Г.Д. Технология отработки выбросоопасного соляного пласта с предварительным проведением разгружающих щелей / Г.Д. Полянина, Ю.А. Виноградов // Повышение эффективности процессов добыта и переработки соли. -М.:- 1988. С. 105-106.

70. Алыменко Н.И. Устройство для нарезки разгрузочной щели / Н.И. Алы-менко, Г.Д. Трнфанов // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:- 1986. - С. 121-125.

71. Зорин А.Н. Управление динамическими проявлениями горного давления / А.Н. Зорин.- М.: Недра.- 1978 175 с.

72. Ковалёв О.В. борьба с газодинамическими явлениями на калийных рудниках / О.В. Ковалёв // Безопасность труда в промышленности. 1980. -№6.-С. 51-53.

73. Ковалёв О.В. Научные основы разработки выбросоопасных калийных пластов: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. JL:— 1982. — 36 с.

74. Ковалёв О.В. Проведение очистных и подготовительных выработок по выбросоопасным пластам / О.В. Ковалёв, В.В. Мещеряков // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:— 1983. — С. 133-139.

75. Мещеряков В.В. Исследование фильтрационных и газодинамических свойств соляных пород выбросоопасных пластов: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Л.:- 1979. 20 с.

76. Полянина Г.Д. Определение параметров нагнетания / Г.Д. Полянина // Технология и безопасность горных работ: сб. науч. тр. Пермь:- 1972. — С. 50-55.

77. Бей М.М., Шаманский Г.П., Губарев В.Н. Некоторые результаты испытаний нагнетания воды в карналлитовый пласт В / Бей М.М., Шаманский Г.П., Губарев В.Н. // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:- 1977. - С. 134-139.

78. Красноштейн А.Е. Оптимизация процесса нагнетания воды в карналлитовый пласт В / А.Е. Красноштейн, М.М. Бей, В.И. Галкин, В.Ф. Комков // Разработка соляных месторождений: сб. науч. тр. Пермь:- 1982. — С. 119-127.

79. Андреев A.B. технология очистных и подготовительных работ в выбро-соопасных зонах геологических нарушений с применением способа гидрообработки: Автореф. дне. . канд. техн. наук. — Л.:— 1986. 22 с.

80. Предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах/ Збор-щикМ.П., Осокнн В.В., Соколов Н.М. Киев: Техшка - 1984. —148 с.

81. Морев A.M. Внезапные разрушения почвы и прорыва метана в выработки угольных шахт/ A.M. Морев, Л.А. Скляров, И.М. Болыпннский. М.: Недра.- 1992. -174 с.

82. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. — М.: Недра:— 1992. — 468 с.

83. Бей М.М. Взрывной способ дегазации массива выбросоопасных пород / М.М. Бей, В.И. Галкнн, В.Н. Губарев // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. — М.:- 1982. №2. — С. 9-10.

84. Временное руководство по передовому торпедированию выбросоопасного породного массива при проходке горных выработок на Индерском борно-калийном месторождении №99. — Алма-Ата:— 1982. 45 с.

85. Временная инструкция по передовому торпедированию карналлитового пласта В при комбайновой выемке на руднике БКРУ-I ПО «Уралкалий». -Алма-Ата:- 1990. -32 с.

86. Николнн В.И. Прогнозирование и устранение выбросоопасности при разработке угольных месторождений / В.И. Ннколин, М.П. Васнльчук -Липецк: 1997. - 496 с.

87. Черепенников A.A. О газах Старобинского месторождения калийных солей / A.A. Черепенников, Е.А. Рогозина И Материалы по геологиирайонов соленакопления. М.: Недра:— Труды ВНИИГ - вып. ХЬЛГ-1964.— С.277-281.

88. Лнднн Г.Д. О газоносности калийных солей Белоруссии / Г.Д. Лиднн и др. // Горный журнал. -1974 № 12 - С.55-58.

89. Поляков Л.Ф. Газоносность третьего сильвннитового пласта на солигор-ских калийных комбинатах / Л.Ф. Поляков // Горный журнал. -1971.- № 9 — С.68-71.

90. Воронов А.Н. Природные газы осадочной толщн / А.Н. Воронов и др.. -Л.: Недра.- 1976. -344 с.

91. Несмелова З.Н. Геохимические особенности газов соленосных пород / З.Н. Несмелова // Труды ВНИГРИ. Л.: Гостоптехиздат-1961.-вып.174 — С.177-185.

92. Несмелова З.Н. Газы древних соляных отложений / З.Н. Несмелова // Метан. -М.: Недра 1978 - С.218-222.

93. Несмелова З.Н. Радиогенные газы древних соляных отложений / З.Н. Несмелова, Л.Г. Травникова// Геохимия. -1973-№ 5 С.716-722.

94. Несмелова З.Н. Вероятная модель формирования газовой составляющей соляных пород калийных месторождений / З.Н. Несмелова, С.Д. Гемп // Нефтегазоносность районов древнего соленакопления. — Новосибирск: Наука.- 1982.— С.162-172.

95. Земсков А.Н. Проблемы безопасной отработки свиты пластов на калийных рудниках / А.Н. Земсков, С.И. Чащонок, А.Д. Смычннк // Обзорная информация. -Мн.: БелНИИНТИ- 1990. -56 с.

96. Журавков М.А. Влияние природных и техногенных факторов на неоди-намнческое состояние литосферы в районах геологических нарушений / М.А. Журавков, А.Н. Земсков, А.Д. Смычннк. — Мн.: -1997. -122 с.

97. Земсков А.Н. Горные работы на калийных рудниках в условиях выделения природных газов / А.Н. Земсков // Безопасность труда в промышленности. -1991.- № 8 С.33-35.

98. Андрейко С.С. Результаты исследований газоносности и компонентного состава газов в породах I калийного горизонта Старобннского месторождения / С.С. Андрейко, О.В. Иванов // Горное эхо: Вестник Горного института.-2004-№2(16).-С. 15-16.

99. Земсков А.Н. Природные газы калийных месторождений и меры борьбы с ними /А.Н. Земсков, П.И. Кондрашев, Л.Г. Травннкова Пермь:- 2008. -414 с.

100. Stolle Е. Gasvorkommen in Kalibergworken des Sudharzgebietes. Bergbautechnik. 1953. - Bd. 3. - No 12. - S. 561-563.

101. Stolle E. Gasvorkommen in Kalibergworken des Sudharzgebietes. Bergbautechnik. 1954. - Bd. 4. - No 1. - S. 46-52.

102. Baar C.A. Ursachen und Mechanik der Gebirgsschlage und anderer Gebirgs-druckauswizkungen im mitteldeutschen Kalibergbau. Bergbautechnik — 1954. -Bd. 4. — No 4. S. 18-27.

103. Baar A. Uber gleichartige Gebirgeverformungen durch berymannischen Abbau von Kaliffozen in geologischer Vergangeheit. — Freiberger Forsch. — H., A., Berlin. Bd 123. - 1959. S. 137-159.

104. Айруни A.T. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. — М.: Недра 1981.-335 с.

105. Горные работы и выбросоопасные ситуации/Жуков А.Е., Хилько В.В., Ильяшов В.В и др.//Безопасностъ труда в промышленности.— 1984.— № 4.—С.24—26.

106. Хилько В.В., Ильяшов М.А. Геомеханическая деструкция угля под влиянием горных работ на защитных пластах/ТПрогноз горных ударов: сб. научи, тр. Л.: ВНИМИ.- 1982.-С.56-59.

107. Крауч С. Метод граничных элементов в механике твердого тела / С. Крауч, А. Старфилд. М.: Мир - 1984. - 494 с.

108. Бенерджи П. Метод граничных элементов в прикладных науках. / П. Бенерджи, Р. Баттерфилд. — М.: Мир.- 1984. — 494 с.

109. Морарь Г.А. Метод разрывных решений в механике деформируемых твердых тел. / Г. А. Морарь. Кишинев: Штиинца.- 1990. - 130 с.

110. Линьков A.M. Метод решения трехмерных задач о пластовых выработках и геологических нарушениях / A.M. Линьков, В.В. Зубков, М.А. Хе-иб // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1997.-№4.-С. 3-25.

111. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов./ И.В. Баклашов. -М.: Недра.- 1988. -271 с.

112. Карташов Ю.М. Прочность и деформируемость горных пород/ Ю.М. Карташов, Б.В. Матвеев, Г.В. Михеев, А.Б. Фадеев. -М.: Недра 1979.— 269 с.

113. Амуснн Б.З., Линьков A.M. Об использовании переменных модулей для решения одного класса задач линейно-наследственной ползучести. / Б.З. Амуснн, А.М. Линьков. — Изв. АН СССР — Механика твердого тела.— 1974 — №6—С.87—95.

114. Проскуряков Н.М. Физико-механические свойства соляных пород/ Н.М. Проскуряков, P.C. Пермяков, А.К. Черников. Л.: Недра - 1973.-270 с.

115. Андрейко С.С., Алгоритм решения неоднородной трехмерной упругой задачи непрямым методом граничных элементов/ С.С. Андрейко, C.B. Некрасов //Известия вузов. Горный журнал. 2004 — № 1 - С.26-29.

Информация о работе

Литвиновская, Наталья Александровна
кандидата технических наук
Пермь, 2011
ВАК 25.00.20

Диссертация

Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы