Аэрологические последствия ликвидации угольных шахт и газообмен выработанных пространств ликвидированных шахт с приземным слоем атмосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат наук Сидоров Роман Владимирович

• Сидоров Роман Владимирович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Сидоров Роман Владимирович

ВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Аэрологическая оценка состояния территорий горных отводов действующих и ликвидированных угольных шахт

1.2 Фильтрационные процессы в угольных шахтах и моделирование газообмена

в горных выработках

1.2.1 Фильтрационные и диффузионные процессы в угольных пластах

и вмещающих породах при отсутствии процессов сорбции газа

1.2.2 Аэрогазодинамические процессы, влияющие на содержание

кислорода в атмосфере угольных шахт

1.3 Теория и практика прогноза динамики газовыделения в угольных шахтах

1.4 Перенос газовых загрязнений атмосферы от угольных шахт в приземном

воздушном слое

Выводы

Цель и идея работы. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. ПЕРСПЕКТИВЫ МИРОВЫХ УГОЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ

И АЭРОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ ТЕРРИТОРИЙ ГОРНЫХ ОТВОДОВ ЛИКВИДИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

2.1 Инвестиции в угольные проекты и перспективы развития угольной промышленности

2.2 Наилучшие доступные технологии в угольной промышленности

2.3 Обеспечение аэрологической безопасности при ликвидации подземных

горных выработок ООО «Шахта «Киселевская»

2.4. Оценка воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий

на атмосферу

2.5 Прогноз загрязнения приземного слоя атмосферы в районе расположения

ООО «Шахта Красногорская»

2.6 Перспективные технологические схемы подземной разработки угольных пластов, влияющие на возникновение аэродинамической связи с земной поверхностью

Выводы

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТЕРЬ КИСЛОРОДА ИЗ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫПРИ ЛИКВИДАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

3.1 Аэрологические последствия закрытия угольных шахт

в Кузбассе

3.2 Физические модели низкотемпературного окисления

и самонагревания угля

3.3 Поглощение кислорода угольными скоплениями на поверхности породных отвалов

3.4 Аэрогазодинамические и теплофизические процессы, обусловленные ликвидацией угольных шахт Кузбасса

Выводы

ГЛАВА 4. АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГАЗООБМЕНА ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ ЛИКВИДИРОВАННЫХ ШАХТ С ПРИЗЕМНЫМ СЛОЕМ АТМОСФЕРЫ

4.1 Обоснование физических моделей газообмена выработанных

пространств ликвидированных шахт с приземным слоем атмосферы

4.2 Метановыделение на земную поверхность территорий горных отводов ликвидированных шахт Кузбасса. Модель при Модель при мощности подработанных пород конечных размеров

4.3 Метановыделение на земную поверхность территорий горных

отводов ликвидированных шахт Кузбасса. Модель при полубесконечной мощности подработанных пород

4.4 Диффузионно-фильтрационный перенос диоксида углерода через

подработанный массив горных пород

4.5 Диффузия оксида углерода через подработанный массив горных пород

4.6 Газоносность вмещающих пород и смежных пластов

4.7 Пористость и газовая проницаемость подработанного

и надработанного массива горных пород

4.8 Газообмен выработанных пространств отработанных

шахт с помещениями цокольных этажей

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аэрологические последствия ликвидации угольных шахт и газообмен выработанных пространств ликвидированных шахт с приземным слоем атмосферы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. За последние двадцать лет потребление угля в мире выросло почти на 60%. Российская Федерация планирует увеличить долю продаж угля к 2035 году на 11%. Кузнецкий угольный бассейн - это основной угольный бассейн России. В Кузбассе работают 42 шахты и 51 угольный разрез. Ме-таноносные угольные пласты, как правило, отрабатывают подземным способом и шахты являются основным источником выделения метана и углекислого газа в рудничную атмосферу, а затем и в приземный слой атмосферного воздуха. Нарушение геомеханического равновесия в углепородной толще приводит к нарушению газодинамического равновесного состояния в системе «метан -угольный пласт - вмещающие породы». Таким образом, возникают аэрогазодинамические процессы, влияющие на уровень метановой безопасности подземной угледобычи и интенсивность выбросов в атмосферу парниковых газов.

Целесообразно прогнозировать те социальные, экономические и политические риски, которым подвергнется наша страна через 50 лет, если ситуация в данной области останется без изменений. Особую остроту приобретает эта проблема вследствие процессов реструктуризации и диверсификации угольной промышленности, которые привели к ликвидации многих угольных шахт.

Исключительную остроту приобретают проблемы, связанные с возникновением аэрогазодинамических процессов, которые обуславливают негативные экологические последствия. И здесь особо следует отметить процессы газообмена выработанных пространств и действующих горных выработок с приземным слоем атмосферы.

Аэрогазодинамические процессы, протекающие в угольных пластах и выработанных пространствах целесообразно изучать методами математического моделирования, так как анализируются закономерности на молекулярном уровне. При этом в настоящее время можно приобрести пакеты прикладных программ различной сложности, например ANS YS. Но практика показывает, что применительно к задачам рудничной аэрологии этот пакет избыточен,

слишком дорог и сложен в практическом инженерном использовании. Необходимо дальнецйшее развитие теоретических основ рудничной аэрогазодинамики на базе уравнений математической физики для решения задач аэрологической безопасности при подземной добыче угля.

Таким образом, исследования, посвященные изучению процессов газообмена выработанных пространств и действующих горных выработок с приземным слоем атмосферы на территориях горных отводов действующих и ликвидированных шахт, являются актуальной научной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии со стратегической программой Инжинирингового центра ТулГУ «Машины и оборудование для горнодобывающей отрасли», а также тематическими планами НИР Института горного дела и строительства ТулГУ.

Целью работы являлось уточнение существующих закономерностей влияния геотехнологических факторов на формирование аэрогазодинамических и теплофизических процессов, протекающих в выработанных пространствах, и возникновение газообмена с приземным слоем атмосферы для прогнозирования аэрологических последствий подземной добычи угля и разработки профилактических мероприятий.

Идея работы заключается в том, что аэрологических последствий подземной добычи угля и разработки профилактических мероприятий основывается на адекватных математических моделях комплексной оценки газообмена выработанных пространств с приземным слоем атмосферы.

Основные научные положения, сформулированы в диссертации следующим образом:

1. Математические модели, основывающиеся на дифференциальных уравнениях параболического типа, позволяют прогнозировать уровень воздействия подземной угледобычи на приземный слой атмосферы при различных прогнозных сценариях формирования газовой среды выработанных пространств.

2. Скорость метановыделения на Земной поверхности из подработанной угленосной толщи представляет собой функцию фильтрационного критерия Фурье, которая стремится к асимптотическому значению, зависящему от газовой проницаемости подработанных пород, свойств газа и углового коэффициента в «гидростатическом» законе изменения давления метана в угленосной толще.

3. Миграция диоксида углерода в подработанных горных породах происходит при падении атмосферного давления газовыделение, обусловленная одномерным конвективно-диффузионным переносом в полубесконечном пространстве, при этом скорость газовыделения, обусловленная падением атмосферного давления пропорциональна, скорости падения атмосферного давле-

4. Предельное значение диффузионного потока оксида углерода будет в каждом конкретном случае зависеть глубины залегания отработанного угольного пласта, диффузионных свойств подработанных пород и концентрации оксида углерода в выработанном пространстве. Очевидно, что мероприятия по ликвидации очага самовозгорания угля позволят устранить выделение оксида углерода на земную поверхность.

Новизна основных научных и практических результатов:

1. Усовершенствованы методические положения прогноза аэрогазодинамических и теплофизических процессов, обусловленных закрытием шахт, в соответствии с которыми осуществляют комплексные расчеты газовых и тепловых параметров на территориях горных отводов ликвидируемых шахт.

2. Обоснованы физическая модель и математическое описание прогнозной оценки метановыделения из выработанных пространств ликвидируемых шахт на земную поверхность, отличающиеся тем, что динамика показателей, влияющих на аэрологическую безопасность, оценивается в результате вычислительных экспериментов и ситуационного анализа.

3. Предложены математические модели и алгоритмы оценки диффузии оксида углерода из выработанных пространств, отличающиеся тем, что газовы-

деление в режиме диффузии моделируется уравнением параболического типа с граничным условием первого рода для полубесконечного одномерного пространства.

4. Усовершенствована структурно-функциональная схема оценки аэрологических последствий при закрытии угольных шахт и разработаны комплексные мероприятия по обеспечению безопасности по газовому фактору.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием классических методов физической химии, математической физики, математической статистики и современных достижений вычислительной техники; достаточно большим объемом лабораторных и вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей и обоснованности выводов и рекомендаций; положительными результатами промышленной апробации.

Практическая значимость работы заключается в том, что были на практике реализованы новые направления в защите атмосферы при комплексном освоении недр Кузбасса, а в перспективе Восточного Донбасса и Подмосковного угольных бассейнов, для решения перспективных задач развития конкретных производственных единиц на основе интеграции промышленности Центрального региона и Западной Сибири, вузовской и академической науки. Реализация сформулированных концептуальных положений идеологии межотраслевой и межрегиональной интеграции науки и производства в сфере аэрологически рациональных геотехнологий будет способствовать повышению экологической безопасности территорий ликвидированных шахт.

Реализация работы. Теоретические результаты и технические решения включены в базовые учебные курсы по проектированию современных геотехнологий для студентов, обучающихся по специальности «Горное дело», а также использованы при выполнении договорных и госбюджетных НИР в Тульском государственном университете.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях МГГУ «Неделя горняка» (г. Москва, 2010 - 2020 г.г.), научных семинарах Института горного дела и строительства ТулГУ (г. Тула, 2010 - 2021 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2012 - 2021 гг.), технических советах ХК «СДС-Уголь» (г. Москва, 2011 - 2018 гг.), Международных конференции «Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 2010 - 2018 гг.), 4-й Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности «Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука, практика и перспективы» (г. Тула, 2018 г.).

Личный вклад заключается: в математической обработке результатов лабораторных исследований, натурных наблюдений и вычислительных экспериментов; в разработке математических моделей аэрогазодинамических процессов и в разработке алгоритмов для инженерных расчетов и прогнозных оценок.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 работ, в том числе 13статей в изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ; 1 в изданиях, включенных в Международную реферативную базу данных Scopus; 2 статьи опубликованы в научных сборниках и в материалах международных конференций; получены 4 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения 4 глав, и заключения, изложенных на 164 страницах машинописного текста, содержит 47 иллюстраций, 12 таблиц и список литературы из 118 наименований.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Аэрологическая оценка состояния территорий горных отводов действующих и ликвидированных угольных шахт

Разработка научно обоснованных технических средств контроля и мониторинга процессов газообмена угольных шахт с атмосферой связана с изучением аэрогазодинамических и тепловых процессов, протекающих в угольных пластах, вмещающих породах и выработанных пространствах. Фундаментальные и прикладные аспекты аэрологических последствий подземной угледобычи изучались в Институте проблем комплексного освоения недр РАН, Московском горном институте, Санкт-Петербургском горном университете, Академии горных наук, Тульском государственном университете и других научных школах.

Результаты анализа работ ведущих специалистов России по проблемам геоэкологии Трубецкого К.Н., Н.М., Каплунова Д.Р., Галченко Ю.П., Косова В.И., Захарова Е.И., Кузнецова A.A., Машинцева Е.А., Образцова А.И., Рыль-никовой М.В., Соколова Э.М., Качурина Н.М., Русака О.Н., Чаплыгина H.H. Шувалова Ю.В., и др. показали, что необходимо проводить дальнейшие исследования влияния процесса ликвидации угольных шахт на окружающую среду. Особую актуальность эта проблема приобрела в новых экономических условиях, так как планируется активная активный переход на новый технологический уклад [1 - 46].

Практической основой аэрологического мониторинга является оценка воздействия угольных действующих и ликвидированных шахт на приземный слой атмосферы (ОВОС). ОВОС использовался в России для изучения взаимосвязей предлагаемых проектных решений с особенностями аэрологических условий и социально-экономической структуры. Однако практика использова-

ния ОВОС показала, что эти методические принципы можно эффективно применять и для действующих предприятий [2-3].

ОВОС проводится для предотвращения деградации окружающей среды, восстановления нарушенных природных систем, обеспечения эколого-экономической сбалансированности развития предприятий, создания благоприятных условий жизни людей и разработки мероприятий, снижающих уровень экологической опасности планируемой деятельности.

Становится очевидным, что методология исследований аэрологического-состояния территорий должна основываться на парадигме математического моделирования аэрологических последствий принимаемых политических и технологических решений. При этом математизированный подход не должен нарушать функциональной и структурной целостности того центрального объекта, который вычленяется в процессе исследований [4-7].

Таким образом, ОВОС является еще и базовым инструментом стратегического планирования развития территорий. Группа стратегического планирования обязана осуществлять комплексный мониторинг (в том числе и аэрологический) для того, чтобы определить, какие из прогнозируемых тенденций реализуются в действительности.

Достоверная оценка экологического состояния региона по аэрологическому фактору основывается на закономерностях, существующих между экологическими критериями и аэрологическими показателями рассматриваемой территории [8-11].

Концептуальная формула риска неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду может быть записана в виде [12 - 13]:

С1-1)

где ЯЕШ, РАШ - риск и вероятность неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду соответственно;

Б - ущерб от неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду.

Очевидно, что вероятность неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду будет представлять собой вероятность одновременного появления двух событий, во-первых, интенсивность аэрологического воздействия превысит допустимый уровень и, во-вторых, произойдет отказ в системе защиты окружающей среды. Поэтому окончательно получим,

= РУш > МРЩР(;,1), (1.2)

где 11Ш - интенсивность аэрологического воздействия на окружающую среду; МРЕЬ - предельно допустимый уровень аэрологической нагрузки на окружающую среду;

Р{1Ш > МРЕЬ) - вероятность появления неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду, превышающего допустимый уровень; РС1 - вероятность отказа в системе защиты окружающей среды.

В общем случае ущерб неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду конкретной территории определяется как математическое ожидание отрицательного влияния на население на этой территории, то есть

0 = \рРор{х,у,2)РыХх,у,2) сЮ, (1.3)

а

где рРор(х,у,г) и Ры(х,у,г) - соответственно плотность распределения населения на рассматриваемой территории, и вероятность отрицательного влияния на людей по всей зоне неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду;

- зона неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду.

Основным показателем экологического неблагополучия является функция распределения количества случаев неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду рассматриваемой территории. Теоретическая функция распределения определяет вероятность того, что жизнедеятельность рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды меньше некоторого заданного времени I, (времени экологически благоприятной

жизнедеятельности), т.е. Р{1тр > МРЕЦ хРвь = 1 - (){Т<^, где ()и Т - вероятность и период жизнедеятельности рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды.

Анализ информации по динамике возникновения случаев экологического неблагополучия позволяет заключить, что интенсивность возникновения таких ситуаций изменяется во времени. Следовательно, потоки отказов в системах экологического обеспечения жизнедеятельности территорий являются нестационарными. При этом физически обоснованной представляется гипотеза об ординарности и отсутствия последействия для рассматриваемых потоков. Таким образом, базовой закономерностью будет являться следующий закон распределения вероятности жизнедеятельности рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды:

где () и X - вероятность жизнедеятельности рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды и интенсивность случаев неблагоприятного аэрологического воздействия на окружающую среду соответственно.

Тогда период времени, в течение которого жизнедеятельность рассматриваемой территории протекает без нарушений состояния окружающей среды, можно определить по формуле:

Таким образом, задача управления аэрологической безопасностью жизнедеятельности рассматриваемой территории сводится к осуществлению мероприятий, позволяющих обеспечить следующие условия: R min => X —» min или Q -» max. Анализ развития ситуаций, обусловленных нарушением нормального состояния окружающей среды, показывает, что устранить причины возникновения таких ситуаций значительно легче, чем прекратить их развитие

(1.4)

(1.5)

о

о

[14-21].

Задачами таких систем является содержание и накопление базы данных по параметрам, характеризующим состояние компонент окружающей среды, проведение качественного и количественного анализа информации о динамике техногенных воздействий, идентификация и прогнозирование состояний окружающей среды, прогноз возможных последствий. Главная цель такого подхода, заложенная в математическом обеспечении прогноза вероятности возникновения экологических проблем на рассматриваемых территориях, - это сделать возможным вычислительный эксперимент, моделирующий функционирование территории по фактору геоэкологической безопасности [22 - 30].

Результаты вычислительного эксперимента позволят получить необходимый объем информации для принятия управленческих решений и своевременного ввода в действие системы защитных мероприятий. Высокая цена отказов, особенно катастрофических, в системе экологического обеспечения жизнедеятельности территорий по аэрологическому фактору выдвигает на первый план задачу их предупреждения, что возможно благодаря разработке эффективных профилактических мероприятий и своевременному вводу их в действие [31 -46].

1.2 Фильтрационные процессы в угольных шахтах и моделирование

газообмена в горных выработках

1.2.1 Фильтрационные и диффузионные процессы в угольных пластах

и вмещающих породах при отсутствии процессов сорбции газа

Методы оценки интенсивности фильтрационных процессов в горных породах при отсутствии процессов сорбции газа изучались применительно к аэрогазодинамическим процессам газовых ситуаций в горных выработках углекис-лотообильных шахт. Этой проблемой занимались ведущие научные центры: МакНИИ, ВостНИИ, ИГД им. A.A. Скочинского, МГГУ, ТулГУ и др. Фундаментальные и прикладные аспекты прогноза газовыделений на углекислото-

обильных шахтах рассматривались Д.И. Коварским, A.A. Скочинским, JI.H. Быковым и были, затем разработаны Э.М. Соколовым, М.Б. Суллой, Г.Д. Ли-диным, Н.М. Качуриным, Е.И. Захаровым, A.A. Кузнецовым, A.A. Мяснико-вым, Н.С. Тищенко, Н.Г. Рыжиковой, А.Ф. Симанкиным, Н.Г. Шиловым, P.A. Ковалевевым и другими учеными [47 - 100]. Показательным является пример Подмосковного угольного бассейна.

В [27] отмечается, что для каждой шахты возможно получение предельного значения падения давления, при котором произойдет загазирование выработок с общешахтной струей, то есть каждая шахта может быть оценена с точки зрения опасности загазирования в периоды падения барометрического давления при помощи предельного градиента падения давления.

Основным источником выделения двуокиси углерода в выработанном пространстве является потерянный уголь. В выработанных пространствах шахт, в зонах контакта выработанного пространства с горными выработками окисление протекает в условно статическом режиме (при диффузионном массооб-мене) или в динамическом режиме - при фильтрации воздуха при понижении или повышении атмосферного давления. В глубоких зонах выработанного пространства окисление протекает в условно статическом режиме, при весьма медленном массообмене газов за счет диффузии.

В исследованиях аэродинамики выработанных пространств и газовыделений из них широкое применение нашло математическое моделирование [55, 70, 97]. В описании процессов газовыделения из выработанных пространств и угольных пластов с помощью математических моделей известны работы К.З. Ушакова, А.Т. Айруни, Э.М. Соколова и других.

Э.М. Соколов, изучая газовыделения из выработанных пространств получает зависимость абсолютного газовыделения шахты от площади последних, длины вентиляционной струи, числа перемычек, изолирующих выработанное пространство. Заключает, что наибольшее влияние на газовыделение оказывает выработанное пространство и длина вентиляционной сети. Отмечает, что фактор влияния падения барометрического давления на газовыделения является

превалирующим особенно для выработанных пространств и приводит зависимость выделения углекислого газа из последних от градиента падения барометрического давления.

Для утлекислотообильных шахт России является характерным низкое значение природной утлекислотоносности угольных пластов, которая обычно не превышает 5 ы3/т. При этом большое количество шахт восточного района Донбасса, а также все без исключения шахты Подмосковного бассейна отрабатывают угольные пласты, содержащие углекислый газ, образовавшийся при низкотемпературном окислении угля.

Для развития внутренней поверхности интенсивность поглощения кислорода будет равна К0С где К0 - константа скорости окисления; С - концентрация кислорода в угольном пласте. Удельная поверхность краевой части угольных пластов Подмосковного бассейна, полученная по методике Д. Козени для системы фильтрационных пор, изменяется от 40,6 до 114,6 м2/кг и в среднем составляет 63,1 м2/кг. Тогда математическая модель процесса поглощения кислорода может быть представлена в следующем виде [94]:

д,I * дх2 0

(1.6)

(1.7)

с(х,0) = 0, с($,1) = св, Нтс^оо

X—>00

где А- - коэффициент кнудсеновской диффузии кислорода в угле; св - концентрация кислорода в рудничном воздухе;

х - пространственная координата, направленная, вглубь .пласта, начало которой совмещено с поверхностью его обнажения; I- время.

Решение уравнения (1.6) для условий (1.7) имеет вид:

\-0,5 / ъг . \0,5 '

с(х, ^) = 0,5св | ехр -х(К0О

егй;

+

+ехр

х(К{р;') ег!с 0,5х(О^)^

-0,5

\0,5

Вычислив производную функции (1.7) для X — 0, получим,

/, = ceD°k5

vo.k в к

( nt Г()'5 exp (~K0t) + K^vf^Kj

(1.9)

где Iyd K - объем кислорода, проникающего через единицу поверхности обнажения угольного пласта в единицу времени.

Динамика поглощения кислорода единичной площадью обнажения угольного пласта показывает, что скорость поглощения кислорода достаточно быстро стремится к асимптоте, поэтому в практических расчетах целесообразно использовать предельную величину Ika0 = lim gk которая определяется по фор-

муле: =свЛ]ОкК0.

Из этой формулы следует, что скорость поглощения кислорода определяется кинетическими параметрами процесса переноса кислорода в угле.

Сравнение результатов прогноза газообмена между шахтным воздухом и поверхностью обнажения угольного пласта с фактическими данными видетель-ствует об удовлетворительной сходимости. Это позволяет рекомендовать формулы (1.8) и (1.9) для прогноза поглощения кислорода углем и выделения углекислого газа из угольного пласта при инженерных расчетах. Чтобы получить абсолютное газовыделение и поглощение кислорода в единицу времени в конкретной выработке или системе выработок следует вычислить произведение газовых потоков, определяемых по формулам (1.8) и (1.9), на фактическую площадь поверхности обнажения угольного пласта, существующую в рассматриваемый момент времени.

В связи с незначительней избыточным давлением газовой смеси в выработанных пространствах, газообильность очистных и подготовительных участков зависят от колебаний статического давления воздуха в горных выработках. Математическое описание процесса формирования нестационарного поля давления газовой смеси в зоне обрушения имеет вид [55]:

др~ д2р7

= к

dt "'" дх~

(1.10)

р(х,0) = р0 = const, p(0,t) = f (t), limp фсо. (111)

X—»CO

где ке п - коэффициент пьезопроводности для газовоздушной смеси.

Решение уравнения (1.10) для условий (1.11) можно записать в следующем виде:

0,5.x2

2 I

2/ \ 2 с- и.ЭЛ" 0,5х Г . . , ._,« р-(х,!) = р-Ы -== + шва-х) ехр

0,25л:2

с/ т. (1.12)

Ч//-ХЛ

Подставив выражение (1.12) в формулу (1.9) и вычислив интеграл, получим зависимость для расчета дебита углекислого газа

1УЛ<) = СВЛМ— + (1.13)

\ 71(1 ь

где 81,..., 84 - параметры, зависящие от перепада давления; се п - концентрация углекислого газа в газовой среде выработанного пространства;

Ь0 , Ь - высота и длина линии контакта выработанного пространства с вентиляционной струей.

Формула (1.13) позволяет рассчитывать газовыделение практически для всех случаев изменения статического давления воздуха на очистных участках. Расчеты показывают, что с увеличением скорости уменьшения атмосферного давления дебит газовой смеси возрастает, это полностью согласуется с многочисленными данными шахтных наблюдений.

Физическая основа динамического прогноза как для метанообильных, так и для углекислотообильных шахт является единой - это закон сохранения массы и феноменологические закономерно-следующие из соотношений Онзагера. Но виды внешних воздействий, вызывающих всплески газовыделения, различны для различных угольных шахт России.

Это обусловлено низким значением природной углекислотоносности, разрабатываемых месторождений, где в основном присутствует углекислый газ, образовавшийся в процессе окисления органических веществ.

Если же рассматриваются высоко углекислотоносные пласты, то в этом случае следует использовать закономерности, установленные для прогноза ме-

тановыделений, с учетом особенностей физико-химического взаимодействия углекислого газа с углем и породами. Это методическое положение обосновано в работах Э.М.Соколова [55].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сидоров Роман Владимирович, 2022 год

Список использованной литературы

1. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П., Озарян Ю.А. Экологическая цена минерального сырья как потенциальный регулятор технологической парадигмы недропользования при устойчивом развитии / Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 21-36.

2. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Струков К.И. Результаты и перспективы совместной инвационной научно-исследовательской и образовательной деятельностиИПКОН РАН и акционерного общества «ЮЖУРАЛЗОЛОТО. Группа кампаний» / Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 21-36.

3 Расчет фильтрационного потока воздуха в блоке газифицируемого угольного пласта / Д.Р. Каплунов, А.Н. Качурин, Г.В. Фридлендер, М.П. Ганин // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 2. С. 283-289.

4. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Развитие научно-методических основ устойчивости функционирования горнотехнических систем в условиях внедрения нового технологического уклада / Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 4. С. 24-39.

5 Галченко Ю.П. Инженерно-физическое обоснование конструктивных решений по созданию конвергентных технологий подземной разработки крутопадающих рудных тел / Инженерная физика. 2020. № 3. С. 47-53.

6. Галченко Ю.П. Геомеханические принципы формирования конвергентных горных технологий при комплексном освоении недр / Инженерная физика. 2020. №4. С. 51-56.

7. Определение нелинейных параметров упругих свойств горных пород при исследовании геомеханических процессов / Н.Г. Высотин, Ю.П. Галченко, В.А. Винников, В.А. Еременко // Инженерная физика. 2020. № 7. С. 33-38.

8. Рыльникова М.В., Власов A.B., Макеев М.А. Обоснование условий применения автоматизированных систем управления открытыми горными ра-

ботами и строительства комплекса циклично-поточной геотехнологии на карьере с помощью имитационного моделирования / Горная промышленность. 2021. №4. С. 106-112.

9. Поляков В.В., Ефимов В.И., Корчагина Т.В. Эколого-экономический анализ воздействия предприятий угольной отрасли на окружающую среду. М. Изд-во Московского государственного горного университета. 2006. 172 с.

10 Прогрессивные технологические решения по комплексному освоению ресурсного потенциала угольных месторождений. / В.В. Мельник, В. Н. Пав-лыш, С.С. Гребенкин, Т.В. Корчагина и др.// Донецк. «ВПК». 2015. 340 с.

11. Экологический мониторинг аэрогазодинамических и тепловых процессов при закрытии угольных шахт / М.В. Грязев, Н.М. Качурин, В.И. Ефимов, Т.В. Корчагина // Тула. Изд-во ТулГУ. 2020. 264 с.

12. Опыт отработки крутых пластов Прокопьевско-Киселевского каменноугольного месторождения / В.И Ефимов, Т.В. Корчагина А.И. Попов, Г.Г. Музафаров // Тула - Кемерово. Изд. ТулГУ. 2013. 220 с.

13. Корчагина Т.В., Степанов Ю.А., Бурмин JI.H. Метод оценки экологических показателей воздействия на окружающую среду в районах размещения угольных предприятий / Уголь. 2018. № 8. С. 119-126.

14. Прогноз метановой опасности угольных шахт при интенсивной отработке угольных пластов / Н.М. Качурин, В.И. Клишин, A.M. Борщевич, А.Н. Качурин // Уголь. 2018. № 7. С. 62-67.

15. Эмиссия метана на поверхность из закрытых затопленных шахт / В.И. Ефимов, С.М. Попов, Н.В. Ефимова, Т.В. Корчагина // Горный журнал. № 10. 2017. С. 56-60.

16. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. К вопросу образования отходов производства от предприятий угольной отрасли в Кузбассе / Горный информационно-аналитичес-кий бюллетень. 2017. №1. С. 85-97.

17. К вопросу минимизации негативного воздействия на окружающую среду / В.И Ефимов, P.P. Минибаев, Т.В. Корчагина, Я.А. Новикова // Уголь. 2017. № 1.2017. С. 66-68.

18. Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Комплексная оценка эколого-экономического риска воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на компоненты окружающей среды как основа управления риском /Уголь. 2015. №1. С. 81-83.

19. Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Обоснование необходимости совершенствования методологии комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду / Уголь. 2015. №2. С. 62-64.

20. Прогнозирование экологической ситуации в угледобывающих регионах / Р.В. Сидоров, Степанов Ю.А., Т.В. Корчагина, В. А. Марченко // Уголь. 2015. №3. С. 80-82.

21. Моделирование зон загрязнения окружающей среды от техногенного воздействия с использованием ГИС-технологий / Р.В. Сидоров, Ю.А. Степанов, Т.В. Корчагина, В. А. Марченко // Уголь. 2015. №6. С. 72-76.

22. Воздействие подземной добычи каменного угля на качество атмосферного воздуха (на примере ООО «Шахта «Листвяжная») / В.И Ефимов, Р.В. Сидоров, Т.В. Корчагина, Дятлова Г.А. // Уголь. 2015. №11. С. 80-83.

23. Горно-экологический мониторинг как инструмент для оценки экологических последствий закрытия шахт / В.И. Ефимов, Ю.С. Лермонтов, Р.В. Сидоров, Т.В. Корчагина // Безопасность труда в промышленности. 2015. №5. С. 42 - 44.

24. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Образование отходов производства от предприятий угольной отрасли на территории Кемеровской области /Уголь. 2015. №12. С. 73-76.

25. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Актуальные вопросы проектирования консервации (ликвидации) неэффективных угледобывающих производств / Уголь. 2015. № 4. С. 72-75.

26. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. К вопросу проектирования консервации (ликвидации) неэффективных угледобывающих производств / Уголь. 2015. № 8. С.102-105.

27. Scientific and practical results of monitoring of anthropogenic influence on mining-industrial territories environment / N.M. Kachurin, S.A. Vorobev, T.V. Korchagina, R.V. Sidorov // Eurasian Mining. 2014. №2. P. 23-29.

28. Гридин В.Г., Ефимов В.И., Корчагина Т.В. Основные направления эколого-экономического развития моногородов Кузбасса / Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 3. С. 221-224.

29. Оценка потенциальных экологических последствий при проектировании консервации шахты / В.И. Ефимов, В.А. Гушинец, Р.В. Сидоров, Т.В. Корчагина // Уголь. 2014. №10. С. 100-104.

30. Корчагина Т.В., Рыбак JI.JL, Сидоров Р.В. Прогноз загрязнения приземного слоя атмосферы в районе расположения угледобывающего предприятия (на примере ООО «Шахта Красногорская») / Известия ТулГУ. Науки о Земле. Вып. 1. Тула. Изд-во ТулГУ. 2014. С. 22-29.

31. Корчагина Т.В., Воробьев С.А., Рыбак JI.JL Оценка воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий Кузбасса на атмосферу / Известия ТулГУ. Науки о Земле. Вып. 1. Тула. Изд-во ТулГУ. 2014. С. 16-21.

32 Качурин Н.М., Белая JI.A., Корчагина Т.В. Геоэкологический мониторинг и оценка воздействия на окружающую среду горнопромышленного региона / Известия вузов. Горный журнал. 2010. №6. С. 32-37.

33. Корчагина Т.В., Счастливцев E.JL, Степанов Ю.А. Оценка воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на атмосферу / Вестник КузГТУ. Кемерово. 2007. №2. С. 56-58.

34 Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. Экспертная система для экологического анализа и выработки природоохранных мероприятий / Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. Казань. 2007. №3. С. 26-28.

35. Степанов Ю.А., Корчагина Т.В., Дмитриев Ю.В. Модель управления состоянием экосистемы при воздействии техногенеза / Вестник КузГТУ. Кемерово. 2007. №6. С. 87-88.

36. Счастливцев E.JI., Степанов Ю.А., Корчагина Т.В. Влияние угледобычи на формирование техногенных ландшафтов // Вестник КузГТУ. Кемерово. 2007. №1. С. 78-80.

37. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Прогноз загрязнения приземного слоя атмосферы при консервации (ликвидации) неэффективных угледобывающих производств / XVI Международная научно-практическая конференция. Новосибирск. 10-11 июля 2015 г. «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия». Международный Научный Институт «Educatio». Ежемесячный научный журнал. Новосибирск. 2016. № 6. Часть 4. С. 33-36.

38. Ефимов В.И., Сидоров Р.В., Корчагина Т.В. Динамика прогнозных показателей техногенного воздействия угледобычи на экосистему Кузбасса / XV Международная научно-практическая конференция. Новосибирск. 11-12 сентября 2015г. «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия». Международный Научный Институт «Educatio». Ежемесячный научный журнал. Новосибирск. 2015. № 8. Часть 1. С. 93-96.

39. Корчагина, Т.В. К вопросу оценки воздействия техногенных массивов угледобывающей отрасли на атмосферный воздух. / Материалы Международной научно-практической конференции «XXI ВЕК: Россия и мир в условиях кардинально меняющегося общества». Москва. 2013. С. 94-99.

40. Ефимов В.И., Корчагина Т.В. Проблемы адекватной оценки воздействия предприятий угольной отрасли на окружающую среду / Современные проблемы методологии и инновационной деятельности. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции ученых, аспирантов, специалистов и студентов. Новокузнецк. Филиал КузГТУ. 2011. С. 197-200.

41. Корчагина Т.В., Стась Г.В., Демина О.В. Состояние экосистемы как основа для реабилитации техногенных массивов угледобывающих предприятий / Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного произ-

водства. 3-я Международная конференция по проблемам рационального природопользования. 8-10 июня 2010 г. Тула. Изд-во ТулГУ. 2010. С. 208-216.

42. Корчагина Т.В., Стась Г.В., Демина О.В. Комплексная оценка эколо-го-экономи-ческого риска воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на окружающую среду / Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства: 3-я Международная конференция по проблемам рационального природопользования. 8-10 июня 2010 г. Тула. Изд-во ТулГУ. 2010. С. 217-220.

43. Комплексная оценка эколого-экономического риска воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на окружающую среду / В.Г. Гридин, В.И. Ефимов, В.В. Перников, Т.В. Корчагина // Экономические механизмы решения социально-экономических и экологических проблем в Кузбассе и России. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования КГИ-КузПИ-КузГТУ. 4-6 июня. Новокузнецк. Филиал КузГТУ. 2010. С.131-137.

44. Корчагина Т.В., Рыбак JI.B. Оценка проблем вредного воздействия угледобывающих предприятий на природную среду / Экология Кузбасса. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. 2007. №12. 143 М. МГГУ. С. 143-147.

45. Гридин В.Г., Корчагина Т.В., Степанов Ю.А. Воздействие техногенных массивов угледобывающих предприятий на визуальный ландшафт / Экологические проблемы Кузбасса. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. М. МГГУ 2006. №10. С. 31-34.

46. Корчагина Т.В. Проблемы оценки вредного воздействия на природную среду угледобывающими предприятиями / «Проблемы теории, истории и практики в современных научных исследованиях». Материалы научно-практической конференции вузов Кузбасса. Кемерово. 2005. Т.1. С. 210-214.

47. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурин А.Н. Динамика газовыделения с поверхности обнажения газоносных угольных пластов средней мощности щ Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 3 (49). С. 441-448.

48. Аэрогазодинамика углекислотообильных шахт / Н.М. Качурин, P.A. Ковалев, В.И. Ефимов, A.JI. Бобовников // М. Издательство МГГУ. 2005. 302 с.

49. Быков JI.H., Соколов Э.М., Левин Е.М. Состав рудничной атмосферы шахт восточного Донбасса и методы оценки уровня газовыделений и эффективности проветривания /Уголь Украины. 1967. № 5. С. 45-47.

50. Воронин В.Н. Основы рудничной аэрогазодинамики / М. Углетехиз-дат. 1961. 365 с.

51. Газообильность каменноугольных шахт СССР / P.A. Галазов, А.Т. Ай-руни, И.В. Сергеев и др. // М. Высшая школа/ 1981. 200 с.

52. Качурин Н.М. Выделение метана из подработанных и надработанных пород в выработанное пространство очистного участка // Известия вузов. Горный журнал. 1987. №2. С.54-59.

53. Петросян А.Э., Сергеев И.В., Устинов Н.И. Научные основы расчета параметров горных выработок по газовому фактору / М. Наука. 1969. 126 с.

54. Пыхтеев Г.Н. О точном и приближенном методах решения уравнения неустановившейся фильтрации газа. - Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых / 1968. № 6. С.53-57.

55. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Углекислый газ в угольных шахтах / М. Недра. 1987. 142 с.

56. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Шилов Н.Г. Газовыделение из выработанных пространств при всасывающем способе проветривания / Известия вузов. Горный журнал. 1977. № 8. С.49-54.

57. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Всасывающий и всасывающе-нагнетательный способ проветривания // Безопасность труда в промышленности. 1979. № 1. С. 53-56.

58. Чарный И.А. Подземная гидравлика / М. Гостехиздат. 1948. 387 с.

59. Чарный И. А. О методах линеаризации нелинейных уравнений тепло-

проводности / Известия АН СССР. ОТН. 1951. № 6. С.829-838.

60. Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энерго-объектов / М. Энергоатомиздат. 1992. 176 с.

61. Тищенко В.Ф. Охрана атмосферного воздуха/М. Химия. 1991. 362 с.

62. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы / JI. Гидрометеоиздат. 1975. 448 с.

63. Будак Б.М., Самарский A.A., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике / М. Наука. 1972. 688 с.

64. Владимиров B.C. Уравнения математической физики / М. Наука. 1976.

528 с.

65. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме охраны окружающей среды / М. Наука. 1982. 320 с.

66. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, Т.В. Корчагина, М.В. Змеев // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. Вып. 1. С. 170-182.

67. Ефимов В. И., Жабин А. Б., Стась Г.В. Аэрогазодинамические процессы, влияющие на радоновую опасность в угольных шахта // Записки Горного института / Санкт-Петербургский горный университет. 2017. Т. 223. С. 109-

68. Грязев М.В., Качурин Н.М., Стась Г.В. Выделения радона при подземной добыче угля и прогноз радоновой опасности очистных и подготовительных участков угольных шахт // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. Вып. 4. С. 303-311.

69. Аэрогазодинамические процессы и модели газовых ситуаций при проведении подготовительных выработок и строительстве тоннелей / Г.В. Стась, Апете Гоку Ландри, O.A. Афанасьев, В.П. Стась // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. Вып. 4. С. 354-363.

70. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурин А.Н. Прогноз абсолютной метано-обильности очистных и подготовительных участков угольных шахт // Известия

Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. Вып. 1. С. 89-

71. Стась Г.В. Теоретическое обоснование оценки предельно допустимой нагрузки на очистной забой по фактору метановой опасности // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. Вып. 1. С.112-121.

72. Грязев М.В., Качурин Н.М., Стась Г.В. Обоснование динамического метода расчета количества воздуха для проветривания очистного забоя и предельно допустимая производительность очистного участка по газовому фактору // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. Вып. 2. С.296-305.

73. Грязев М.В., Стась Г.В., Кусакина Е.В. Методические положения оценки вероятности крупных аварий в угольной промышленности // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. Вып. 2. С. 127-

74. Качурин Н.М., Ефимов В.И., Стась Г.В. Оценка выделения радона при подземной добыче угля // Уголь. 2017. № 12. С. 38-43.

75. Прогноз радоновой опасности и расчет количества воздуха для проветривания очистных участков по радоновому фактору / Н.М. Качурин, В.И. Ефимов, Г.В. Стась, А.Н. Качурин // Уголь. 2018. № 1. С. 40-44.

76. Качурин Н.М., Стась Г.В., Вавилова Л.Н. Некоторые насущные проблемы развития Подмосковного угольного бассейна // ГИАБ, 2004. Вып. 10. С. 245-248.

77. Источники выделений радона / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, О.Н. Качу-рина, В.Е. Беляева // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 176-179.

78. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Физическая модель и математическое описание вертикальной миграции радона в горные выработки // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 181-184.

79. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель выделения радона из подземных вод // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 190-

80. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Алгоритмы и комплексы программных средств прогноза выделений радона на очистном участке // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 192-196.

81. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель переноса радона в подготовительной выработке // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 196-198.

82. Математическая модель переноса радона в выработках очистного участка / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, О.Н. Качурина, В.Е. Беляева // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2004. Вып.7. С. 198-201.

83. Качурин Н.М., Вавилова Л.Н., Стась Г.В. Аэрологические проблемы использования углей Подмосковного бассейна // Безопасность труда в промышленности. 2004. №4. С. 27-28.

84. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Закономерности пространственного распределения радона в пределах Тульской области // Известия вузов. Горный журнал. 2005. Вып. 1. С. 46-47.

85. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород// Известия вузов. Горный журнал. 2005. Вып. 2. С. 19-20.

86. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из шахтных подземных вод // Известия вузов. Горный журнал. 2005. Вып.2. С. 31-32.

87. Левкин Н.Д., Стась Г.В., Титов Д.Ю. Радон в поверхностных и подземных водах Тульской области // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2006. Вып.8. С. 8-12.

88. Левкин Н.Д., Стась Г.В., Титов Д.Ю. Уран - источник появления радона в породоугольном массиве // Известия Тульского государственного университета. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2006. Вып.8. С. 12-14.

89. Стась Г.В, Агеев И.И., Демина О.В. Алгоритмы и комплекс программных средств для прогноза газообмена в атмосфере шахт Подмосковного угольного бассейна//Безопасность жизнедеятельности. 2010. №5. С. 53-56.

90. Качурин Н.М., Поздеев A.A., Стась Г.В. Прогноз выделения радона в горные выработки угольных шахт // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2012. Вып. 1. Ч. 2. С. 133-142.

91. Сарычев В.И., Пушкарев А.Е., Стась Г.В. Производственный травматизм и аварийность в горнорудной и нерудной промышленности // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2012. Вып. 1. Ч. 2. С. 199-205.

92. Радон в атмосфере угольных шахт / Н.М. Качурин, A.A. Поздеев, Н.И. Абрамкин, Г.В. Стась // ГИАБ, 2012. Вып. 8. С. 88-94.

93. Выделение в рудничную атмосферу газов химических реакций, происходящих в горном массиве / Н.М. Качурин, A.A. Поздеев, Г.В. Стась, Д.В. Власов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 1. С. 105-111.

94. Поглощение кислорода поверхностями обнажения горного массива в очистных камерах рудников / Н.М. Качурин, A.A. Поздеев, Г.В. Стась, Д.В. Власов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 1. С. 112-118.

95. Прогноз безопасности горных работ на угольных шахтах / Э.М. Соколов, Н.М. Качурин, Г.В. Стась, И.П. Карначев // Безопасность жизнедеятельности. 2012. №12. С. 3-8.

96. Качурин Н.М., Поздеев A.A., Стась Г.В. Выделение радона в атмосферу угольных шахт // Безопасность жизнедеятельности. 2012. №12. С. 20- 24.

97. Взаимодействие кислорода с поверхностями обнажения горного массива на очистных участках шахт и рудников / Н.М. Качурин, A.A. Поздеев, Г.В.

Стась, Л. Л. Рыбак // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2013. Вып. 1. С. 260-267.

98. Математические модели аэрогазодинамических процессов на очистных участках шахт и рудников / Н.М. Качурин, И.И. Мохначук, A.A. Поздеев, Г.В. Стась // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2013. Вып. 1. С. 267-277.

99. Системный подход к оценке риска аварий при восстановлении Подмосковного угольного бассейна / Г.В. Стась, Е.В. Смирнова, И.А. Перелыгин, Я.А. Перелыгина // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 1. С. 71-80.

100. Шейнкман Л.Э., Стась Г.В., Смирнова Е.В. Риск возникновения аварий при возобновлении добычи бурых углей в Подмосковном бассейне // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 1. С. 61-70.

101. Стась Г.В., Васильев П.В., Смирнова Е.В. Оценка риска травматизма при добыче полезных ископаемых // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 2. С. 45-59.

102. Стась Г.В. Аэрогазодинамические процессы выделения радона и его переноса вентиляционными потоками воздуха при подземной добыче угля // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 2. С. 173-188.

103. Геоэкологическая оценка эффективности защиты окружающей среды и природоохранительных мероприятий при подземной добыче угля / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, С.З. Катаева, Т.В. Корчагина // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. Вып. 3. С. 62-79.

104. Разбавление радона при проветривании подземных камер / Н.М. Качурин, Л.Э. Шейнкман, В.И. Сарычев, Г.В. Стась // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2012. Вып. 1. С. 103-107.

105. Поглощение кислорода воздуха в подземных камерах различного типа / Н.М. Качурин, Л.Э. Шейнкман, Г.В. Стась, И.И. Агеев // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2012. Вып. 1. С. 95-100.

106. Качурин Н.М., Поздеев A.A., Стась Г.В. Выделения радона в атмосферу горных выработок угольных шахт // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2012. Вып. 1. С. 46-56.

107. Качурин Н.М., Поздеев A.A., Стась Г.В. Теоретическое обоснование прогноза выделения радона в атмосферу угольных шахт // Рудник будущего. 2012. №3(11). С. 113-119.

108. Газообмен поверхности обнажения калийных пластов с рудничной атмосферой / Н.М. Качурин, A.A. Поздеев, Г.В. Стась, Д.В. Власов // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2012. Вып. 1. С. 72-

109. Аэродинамические процессы на очистных участках шахт и рудников / Н.М. Качурин, И.И. Мохначук, A.A. Поздеев, Г.В. Стась // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2013. Вып. 1. С. 81-91.

110. Ретроспективная оценка уровня безопасности подземной добычи угля на шахтах Подмосковного бассейна / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, Д.Н. Шку-ратский, Е.В. Смирнова // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 2. С. 59-67.

111. Качурин Н.М., Стась Г.В., Мпеко Нсендо Арди. Перенос радона в выработках очистного участка и расчет количества воздуха по радоновому фактору // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 2. С. 83-89.

112. Стась Г.В., Мпеко Нсендо Арди. Общая характеристика месторождений урана // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 3. С. 122-129.

113. Качурин Н.М., Стась Г.В., Мпеко Нсендо Арди. Перенос радона в подготовительных выработках и расчет количества воздуха по радоновому

фактору // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 3. С. 51-55.

114. Физическая модель и математическое описание миграции радона в надработанных породах / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, С.А. Воробьев, Мпеко Нсендо Арди// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 4. С. 64-69.

115. Миграция радона в надработанных породах / Н.М. Качурин, Г.В. Стась, С.А. Воробьев, Мпеко Нсендо Арди // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2014. Вып. 4. С. 69-73.

116. Стась Г.В., Смирнова Е.В. Травматизм и профессиональные заболевания на горных предприятиях // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. Вып. 1. С. 30-42.

117. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна / Н.М. Качурин, В.В. Поляков, В.И. Ефимов, Г.В. Стась // Тула: ИПП «Гриф и К°», 2004. 227 с.

118. Грязев М.В., Качурин Н.М., Стась Г.В. Аэрогазодинамические процессы и аэрологическая безопасность при подземной добыче полезных ископаемых: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 266 с.