Обоснование и прогноз зональности газодинамических явлений в шахтах Кузбасса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.01, доктор технических наук Кнуренко, Виктор Антонович
- Специальность ВАК РФ05.26.01
- Количество страниц 250
Оглавление диссертации доктор технических наук Кнуренко, Виктор Антонович
гехм'сл «-¿у
СОДЕРЖАЕПИПЕ
ВВЕДЕНИЕ б
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ
ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
1.1. Общие сведении о внезапных выбросах угж и газа
1.2. Анализ методов прогноза выброеоопасной
СКВАЖИН ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОЙ ГАЗО=
НОСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
метана в угольных пластах
га
ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА . ПРОГНОЗА КРИТИЧЕСКОЙ ГЛУБИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ 11:
Взаимосвязь выбросоопасной глубины и га
4.3. Оценка информативности признаков при
минимальнои глубины проявления внезапных
К
4.5. Метод прогноза критической глубины появлении V.
угж и газа
1:
ГАЗОдаНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИИ В КУЗБАССЕ 14:
Зональность внезапных выбросов угж и газа в Кузбассе по площади 14:
зон геологоразведочными скважинами
3„
4. Приуроченность зон газодинамических явлений ж
и.
точкам перегиба
тектонофи: прогнозе вь:
пластов
кросоопасности угольных
.3. ш
прогноз потенциальном выбросоопасности угольных пластов
внезапных выбросов углж и газа
по результатам геофизических исследований
Прогностическая классификация XXI пласта на
поле шахты "Первомайская"
Оценка вероятности шдеечения искомой
Приложение 1. Технический акт использования
п
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Охрана труда (по отраслям)», 05.26.01 шифр ВАК
Разработка метода регионального прогноза выбросоопасности угольных пластов Кузбасса1998 год, кандидат технических наук Рудаков, Владимир Александрович
Условия формирования и методология прогнозирования газодинамических явлений при техногенном воздействии на угольные пласты2011 год, доктор технических наук Малинникова, Ольга Николаевна
Безопасность горных работ в тектонически нарушенных зонах угольных пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа и горным ударам2002 год, кандидат технических наук Егоров, Олег Петрович
Разработка методов оценки выбросоопасности и способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа в очистных забоях угольных шахт2002 год, кандидат технических наук Желтков, Игорь Владимирович
Разработка геофизического метода установления потенциально выбросоопасных зон тектонических нарушений угольных пластов шахт Кузбасса2000 год, кандидат технических наук Потапов, Прокопий Васильевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование и прогноз зональности газодинамических явлений в шахтах Кузбасса»
ВВЕДЕНИЕ
Перспективы подземной добычи на угольных месторождениях Кузбасса и технико-экономические показатели работы шахт в значительной мере ©пределиотсж горно-геологическими условиями разработки. Рмпгмичнаж и эффективна« работа шахт будет зависеть от точности прогнозов горно-геологических условий разработки пластов, в том числе и от достоверности изучения природной газоносности и выбросоопасности угольных пластов. За последние 13 лет (1985=1998гг.) в горных выработках шахт Кузбасса зарегистрировано 26 внезапных выбросов угля и газа, и их общее число достигло 190. Катастрофические последствиж некоторых из выбросов и высокий травматизм указывают на необходимость совершенствования методов прогноза выбросоопасности угольных пластов, в том числе и регионального. Практика ведения шрных работ показала, что внезапные выбросы на каждом месторождении про-жвлжготсж зонально и на различной глубине от поверхности. При этом площадь выбросоопасных зон не превышает 10% площади выбросоопасньж шахтогшастов, а минимальнаж глубина прожвле-ниж внезапных выбросов изменжетсж от 150 до 710 м. Проведение локального и текущего прогнозов выбросоопасности при ведении
горных выработок в неопасных зонах и с глубины 150 м, как пре-
_ _
^усматривалось ранее действующими нормативными документами, сопровождалось необоснованными периодическими остановками забож, снижением производительности труда до 20% и увеличением себестоимости 1 т угля до 40%. Поэтому знание критической глубины появления выбросов и зон потенциальной выбросоопасности = как на этапе отнесения шахт и участков к перспективным, так и на стадиях ведения горных работ = имеет важное со-
циажно-жономическое значение.
Практика разработки выбросоошсных угольных пластов показывает, что газодинамическая активность горного массива может быть значительно снижена применением научно-обоснованных инженерных решений. Очевидно, что длж успешного решениж важнейшей научной и социально-экономической проблемы борьбы с газодинамическими жалевшими необходимо предусмотреть региональные и локальные противовыбросные мероприятия еще при проектировании горных работ на новых горизонтах и шахтах, в связи с чем надо заранее располагать данными о зонах потенции альной выбросоопасности угольных пластов.
Вышеизложенное обусловило актуальность научной проблемы теоретического обоснования зональности газодинамических явлений и создания метода регионального прогноза зон потенциальной выбросоопасности угольных пластов, основанного на анализе данных геологоразведочшьж работ.
Таким образом, проблема борьбы с внезапными выбросами угж и газа включает в себя рассматриваемую в диссертационной работе проблему регионального прогноза зон потенциальной выбросоопасности угольных пластов. На важную научную и практическую значимость решаемой в диссертации проблемы указывает тот факт, что Государственный комитет СССР по науке и технике и Академия наук СССР утвердили в 1985 г. Всесоюзную научно-техническую программу 0.05.05 "Создать и внедрить методы и средства прогноза и предотвращении внезапных выбросов угж, породы и газа, горных ударов, взрывов газа и пыли в угольных шахтах" (№ 555 от 30 октября 1985 г.). Эта программа'предусматривала работу 0160034000 = 081 "Разработать и внедрить методику по прогнозу выбросоопасности угольных пластов при геологоразведочньж работах в основных угольных бассейнах страны", в которой автор принимал участие.
басса, позволяющего на стадии проектирования горных работ повысить надежность прогноза выбросоопасности и эффективность
ея работы состоит в том, что зоны потенциальной газоди-
намической опасности сформированы на газоносных угольных
пластах в результате сдвиговых деформации при тектонических
электрического сопротивления высокоомных вмещающих пород. Методы исследовании. В работе решение поставленных з
низма газодинамических явлении, выдвижение научной гипотезы
сти и потенциальной выбросоопасности угольных
газ пластов.
нирическии метод включает: выдвижение статистиче=
скои гипотезы, выС
угольных пластов из горных выработок.
Объектами исследований служили шахты, в которых при
Научные пшшжеыиж, защищаемые в диссертации:
= результаты стандартных геофизических исследований разве-дочньж скважин являются самостоятельными интегральными показателями газоносности и выбросоопасности угольных пластов, так как между геомеханическим состоянием и геофизическими характеристиками массива пород существуют тесные связи;
- газоносность угольных пластов от поверхности метановой зоны увеличивается затухающими темпами по параболической зависимости с увеличением глубины залегания, электросопротивления вмещающих пород и снижением естественной радиоактивности угля, при этом мощность зоны газового выветривания на шахтах Кузбасса изменяется от 30 до 350 м, градиент - от 2.0 до 15.0 м А Л 00м, а их отношение является наиболее информативным показателем выбросоопасности;
- верхняя граница проявления внезапных выбросов угля и газа закономерно изменяется от150до710ми минимальные глубины будут отмечаться на крутонжлонных угольных пластах, ослож-
Л е-О
ненных дизъюнктивами с углами менее 45 и характеризующихся мощностью зоны газового выветривания 80=100 м, градиентом ме-таноносности более 8 м АЛ 00м, выходом летучих веществ 20-24% и содержанием фюзинигга 40-50%;
- внезапные выбросы угж я газа распределены зонально, зоны газодинамической активности приурочены к точкам перегиба угольных пластов, имеют вытянутые формы и размеры зон потенциальной выбросоопасности определяются природными факторами;
- между показателями тектонических напряжений, с одной стороны, и размерами выбросоопасных зон, с другой стороны, существует определенная зависимость: чем меньше мощность зоны газового выветривания и выше градиент метаноносности, чем больше угол падения пласта, его изменчивость и скорость совре-
менных вертикальных движений земной поверхности, тем больше размеры зон и меньше глубина их залегаыиж;
= зоны газодинамической активности формируются при складкообразовании в точках перегиба слоев, где возникают аномальные сдвиговые деформации, приводящие к разрушению и перетиранию угля, образованию разрывных нарушений, значительному снижению электрического сопротивления высокоомных горных пород и уменьшению взаимосвязи между значениями электросопротивлений и радиоактивностью вмещающих пород;
- при образовании разрывных нарушений направление перемещения висячего блока нарушении характеризует тектонические напряжения в массиве, условия миграции метана к поверхности и глубину проявления внезапных выбросов;
- прогноз потенциальной выбросоопасносш зон угольных пластов по геологоразведочным данным включает определение минимальной выбросоопасной глубины разработки и критической газоносности угольных пластов, классификацию шахтопластов по размерам выбросоопасыых зон, выявление и геометризацию точек перегиба и интерпретацию результатов стандартных геофизических исследований разведочных сжважин.
= обоснована взаимосвязь природной газоносности и потенциальной выбросоопасносш угольных пластов с результатами стандартных геофизических исследований в разведочных скважинах, которые объективно отражают геомеханическое состояние массива горных пород;
- впервые установлено, что между природной газоносностью угольных пластов и геолого-геофизическими признаками, характе-
ционные свойства углж, газопроницаемость вмещающих пород и условия залегания, существует тесная корреж-ционная связь (коэффициент жоррежции 0,85), на основе которой
©тан новым способ косвенной оценки природной газоносности угольных пластов (A.C. № 883513) и установлено распределение мощности зоны газового выветривания и градиента метано-носности на выброеоопаеных шахтопластах;
- выявлены наиболее информативные региональные геологические показатели выбросоопасности угольных пластов, получена статистическая зависимость между положением верхней границы проявления внезапных выбросов, степенью метаморфизма угля, показателями природной газоносности и напряженно-деформированного состояния массива (A.C. № 715809);
= предложена классификация шахтопластов, позволяющая по комплексу первичной геологоразведочной информации оценить степень выбросоопасности и размеры зон потенциальной газодинамической активности угольных пластов;
= впервые обоснована приуроченность зон газодинамической активности к точкам перегиба угольных пластов и установлена взаимосвязь выбросоопасности зон угольных пластов с геомеханическим состоянием и физическими свойствами вмещающих пород, оцениваемых по геофизическим исследованиям КС и ГК разведочных скважин (A.C. № 1810574);
- установлена взаимосвязь величины угла дизъгонктива с тектоническими напряжениями, глубиной залегания поверхности метановой зоны и верхней границей проявления внезапных выбросов;
- разработан ж реализован метод регионального прогноза вы-броеоопаеноети угольных пластов Кузбасса, позволяющий по результатам первичной геолого-геофизической документации произвести оценку критической глубины появления внезапных выбросов и выявить зоны потенциальной выбросоопасности угольных пластов на стадии проектирования новых шахт и текущего планирования горных работ.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
- применением теоретического и эмпирического методов исследований, включающих научный анализ, обобщение-и объяснение;
- использованием современных теоретических представлений о причинно-следственных связях в геологии газов угольных месторождений и природе внезапных выбросов угля и газа;
= обработкой более 15000 первичных геолого-геофизических показателей, снятых с геофизических диаграмм и геологических разрезов из различных районов Кузбасса;
- обработкой более 10000 результатов шахтных измерений показателей выбросоопасности угольных пластов, полученных при ведении горных работ на 40 выбросоопасных шахтопластах;
- удовлетворительной сопоставимостью результатов прогноза природной газоносности угольных пластов косвенным и прямым методами;
- практикой ведения горных работ и соответствием результатов регионального прогноза потенциальной выбросоопасности угольных пластов фактической выбросоопасности в условиях Кузбасса.
-в теоретическом обосновании использования диаграмм КС и ГК для оценки природной газоносности и выбросоопасности
ровании зон газодинамическом активности и установлении Крите-рвя выбросоопасности этих зон;
- в разработке и внедрении метода регионального прогноза зон потентщальной выбросоопасности по результатам геологоразведочных работ.
Значение работы. Научное значение работы состоит в установлении приуроченности динамических и газодинамических жв-лении к зонам сдвиговых деформации и напряжении угольного пласта, что может быть использовано при обосновании единой тектонофизической природы геодинамических явлений и разработке методов их прогноза и предотвращении.
Практическая значимость работы заключена в разработке методов косвенной оценки природной газоносности угольных пластов и регионального прогноза зон потенциальной выбросоопасности, которые используются на шахтах Кузбасса и позволяют без дополнительных исследовании и затрат повысить достоверность прогноза газоносности угольных пластов и их потенциальной выбросоопасности до начала эксплуатации шахтоюшаета. Снижение на ряде шахт критической по внезапным выбросам глубины ведения горных работ до 550 м дало значительный экономический эффект за счет исключения необоснованного применения локального и текущего прогнозов выбросоопасности из забоев подготовитель-
ним и практические рекомендации автора включены во "Временную методику по прогнозу критической глубины пожвле= ниж внезапных выбросов угля и газа на угольных месторождениях Кузбасса по геологоразведочным данным88 (г. Кемерово, 1982 г.); "Методику оценки выбросоопасности угольных пластов с глубиной на разведуемых участках по геологоразведочным данным" (г. Кемерово, 1989 г.); "Инструкцию по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам углж, породы и газа" (М„, 1989 г.); "Временную методику разграничения участков угольных пластов жиже критической выбросоопасной глубины на опасные и неопасные по внезапным выбросам углж и газа" (г. Кемерово, 1996 г.). Результаты исследования газоносности угольных пластов и их выбросоопасности включены трестом "Кузбассуглеразведка55 и Северо-Кузбасской геологоразведочной экспедицией в отчеты по детальной разведке и были использованы при составлении проектов строительства шахты "Глушинская55 и "Томусинская5,„ Результаты прогноза критической глубины ножв-ления внезапных выбросов углж и газа используются при составлю нии каталога выбросоопасньж глубин угольных пластов действующих и проектируемых шахт Кузбасса.
Апробация, работы. Работа и отдельные ее этапы докладывались на V Всесоюзном угольном совещании (г. Ростов-на-Дону, 1977г.), на Всесоюзной школе по обмену передовым опытом по методам обработки первичной геолого-геофизической документации угольных скважин (г. Красноярск, 1978г.), на Всесоюзной научной конференции вузов СССР с участием научно-исследовательских институтов (г. Москва, 1982г.), на технических совещаниях в тресте "Кузбассуглеразведка" Минуглепрома СССР (г. Кемерово, 1983г.) и Северо-Кузбасской геологоразведочной
экспедиции Министерства геологии РСФСР (г. Ленинск-Кузнецкий, 1983п), на II Всесоюзном семинаре "Информатика недр" (г. КемеровоД 989г.), на Всесоюзной научно-практической конференции " Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах" (г. Кемерово, 1994г.), на IV Международной научно-практической конференции "Перспективы развития горнодобывающей промышленности" (г. Новокузнецк, 1997г.), на Международной научно-практической конференции "Природные и инь тежектуальные ресурсы Сибири" (г. Кемерово, 1997г.), на научном семинаре лаборатории борьбы с внезапными выбросами угля и газа и дегазации пластов ВоетНИИ (г. Кемерово, 1998г.).
Автор выражает благодарность сотрудникам названных кафедр за содействие, сотрудникам лаборатории борьбы с внезапными выбросами и дегазации пластов ВоетНИИ за помощь в получении информации о внезапных выбросах угля и газа в горных выработках шахт Кузбасса и внедрении результатов, а также научному консультанту работы докт. техн. наук, профессору П.В. Егорову за постоянное внимание к работе на всех ее этапах и творческое обсуждение результатов.
1 .СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
1.1. Общие сведения о внезапных выбросах угли и газа
Внезапные выбросы углж и газа - быстропротекающие лавинообразные процессы разрушения угольного пласта и выноса тонко-измельченного углж газом из забоя выработки - по своей природе носят характер катастроф, характеризующихся большими объемами разрушении горных выработок, выделением значительного количества метана, а также повышенным травматизмом горнорабочих, в том числе и со смертельным исходом. Выбросы углж и газа известны более 160 лет, и в настоящее время проблема внезапных выбросов является одной из важнейших в угольной промышленности многих стран. Основными факторами, определяющими склонность угольных пластов к внезапным выбросам, являются большая глубина разработки, высокая газоносность угля и наличие нарушенного угля.
На территории России выявлялись выброеоопаеные зоны и происходили внезапные выбросы угля и газа в горных выработках шахт Печорского и Кузнецкого бассейнов, Партизанского, Егор-шинского и других месторождений.
В странах СНГ внезапные выбросы угля и газа зарегистрированы в шахтах Донецкого и Карагандинского бассейнов.
В странах дальнего зарубежья внезапные выбросы углж и газа известны во Франции, Бельгии, Англии, Японии, Польше, Болгарии, Венгрии, Германии, Австралии, Китае, Канаде и ряде других стран.
и газа в Кузбассе зарегистри= 'Северная" в 1943 В настоящее время на 01.01.1998 зарегистрировано запных выбросов углж и газа на 21 шахте в десяти месторожде:
к
лением и внезапны
внезапные выдавливания угля с повышенным газовыде-е высыпания (обрушения) углж с повышенным 92,97]. На 32 шахтах при
овано 134 к
явления (табл. 1.1).
«Судженекая»
0
«Березовская»
4 8 112
«Бирюлинскаж»
б
Окончание табл. 1.1
Район Шахта Количество внезалшых внезапных выбросов высыпаний
Прокопьевск©-Киселевский № 12 2 0
№ 5=6 2 [ 5
«Ноградскаж» 22 | 8
«Коксоваж» 7 [ 13
«Центральна!» 3 6
им. Дзержинского «Красный Углекоп» 1 1 0 1
им. Вахрушева 0 1
«Черкасовскаж» 0 2
Араличевский им. Орджониквдзе 3 2
им. Димитрова 5 4
Байдаевский «Абашевскаж» 1 4
Похожие диссертационные работы по специальности «Охрана труда (по отраслям)», 05.26.01 шифр ВАК
Прогноз и предотвращение внезапных выбросов угля и газа применительно к технологии проведения подготовительных выработок высокими темпами2000 год, кандидат технических наук Славолюбов, Виктор Владимирович
Обеспечение безопасности при отработке ударо- и выбросоопасных угольных пластов в зонах влияния разрывных нарушений и передовых выработок2005 год, кандидат технических наук Плотников, Евгений Анатольевич
Автоматизированный мониторинг противовыбросных мероприятий при разработке угольных пластов2004 год, доктор технических наук Шадрин, Александр Васильевич
Совершенствование метода прогноза потенциально выбросоопасных зон в угольных пластах2011 год, кандидат технических наук Шепелева, Софья Алексеевна
Исследование сейсмоакустической активности угольных пластов Донбасса и разработка метода прогноза выбросоопасности забоев подготовительных и нарезных выработок1985 год, кандидат технических наук Бойко, Герман Константинович
Заключение диссертации по теме «Охрана труда (по отраслям)», Кнуренко, Виктор Антонович
Вышвды
1 .Изучение геологических условий проявления горных ударов и внезапных выбросов угля и газа показало их приуроченность к областям повышенньк сдвигающих деформаций, совпадающих с точками перегиба угольного пласта. При этом установлено, что удароопасность отмечается в ненарушенных зонах, способных ак= кумумировать потенциальную энергию упругой деформации, а газодинамическая активность отмечается в тех зонах, где касательные напряжения нарушили и препарировали угольный массив.
2.Разработана методика регионального прогноза зон потенциальной выбросоопасности угольных пластов Кузбасса, основанная на анализе и интерпретации геологоразведочных данных и результатов геофизических исследований в разведочных скважинах.
3.Анализ и интерпретации имеющихся в геологоразведочных организациях материалов позволил установить выбросоопасную глубину разработки угольных пластов и выявить зоны потенциальной выбросоопасности угольного пласта XXI на поле шахты "Первомайская" Кемеровского района.
4.Результаты текущего прогноза и проявление газодинамических явлений в выявленной выбросоопасной зоне пласта XXI шахты «Первомайская» подтверждают возможность использования разработанной методики при региональном прогнозе зон потенциальной выбросоопасности угольных пластов Кузбасса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации на основании выполненных автором иеследо-ваний разработаны теоретические положения зонального проявления газодинамических явлений для обоснования критериев и метода регионального прогноза зон потенциальной выбросоопасно-сти угольных пластов, совокупность которых можно квалифицировать как крупное достижение в области охраны труда, обеспечивающее повышение газодинамической безопасности и социально-экономической эффективности при ведении горных работ.
Вьшолненные исследовании позволяют сделать основные научные выводы и рекомендации:
1. Наиболее перспективным направлением при разработке методов оценки природной газоносности и потенциальной выбросо-опасности угольных пластов является использование результатов изучения электрического сопротивления (диаграммы КС) и естественной радиоактивности горных пород (диаграммы ГК) стандартных геофизических исследований разведочных скважин в качестве интегральньк показателей физических свойств угля и вмещающих пород, определяющих геомеханическое состояние массива горных пород.
2. Установлено, что глубина залегания угольного пласта, угол его падения, электрическое сопротивление вмещающих пород, снятое с диаграммы КС (показатель степени метаморфизма угля), радиоактивность углж (показатель зольности) и радиоактивность вмещающих пород (литологический состав кровли и почвы), снятые с диаграммы ГК, взаимосвязаны с природной газоносностью угольных пластов. Впервые получена многофакторная зависимость (коэффициент множественной корреляции равен 0,85), на основе которой разработан способ определения газоносности угольных пластов (A.C. № 883513), позволяющий по первичным геолого-геофизичееким данным вычислить газоносность углж в любом пластопересечении, расширить сеть прямого газового опробования и установить мощность зоны газового выветривания и градиент нарастания метаноносности на отработанных шахтопла-стах.
3. Мощность зоны газового выветривания и градиент метаноносности являются показателями природной газоносности угольных пластов и наиболее информативными региональными признаками выбросоопасности угольных пластов. На основе установленной закономерности изменения минимальной глубины проявления внезапных выбросов от мощности зоны газового выветривания, градиента нарастания метаноносности, вьжода летучих веществ из углж, содержания фюзинита, угла падения угольного пласта и угла дизъюнктива разработан и внедрен в практику метод по прогнозу критической глубины появления внезапных выбросов углж и газа на угольных месторождениях Кузбасса. Получено, что прогнозная крвпгическаж глубина появления внезапных выбросов углж и газа длж месторождений Кузбасса изменжетеж от 150 до 650 м и соответствует фактическим глубинам проявления газодинамических жвлений.
4. Зональность внезапных выбросов углж и газа обусловлена тектоническими процессами, газодинамические зоны приурочены к зонам сдвиговых напряжений и деформаций, имеют линейно-выпгжнутые формы, близкие к эллипсу, с размерами малой оси от 75 до 150 м и большой оси от 250 до 1350 м и длж подсечениж зон единичных выбросов существующая сеть геологоразведочных скважин имеет недостаточную плотность.
5. Размеры газодинамических зон и количество внезапных выбросов в зоне определяются природными факторами, основные из которых: степень метаморфизма углж, содержание фюзинита, скорость современных движении земной поверхности, угол падения угольного пласта, изменчивость угла падения, угол дизъюнктива,, мощность зоны газового выветривания и градиент метаноносно-сти.
6. Выбросоопасные зоны формируются тектоническими процессами, и механизм формирования зон потенциальной выброс©-опасности состоит в том, что под действием тектонических сил происходят складкообразование, перераспределение напряжений, а в областях повышенных сдвиговых напряжений упругие деформации переходят в неупруше, что приводит к разрушению угля и формированию трещин отрыва и зон нарушенных углей с низкой газопроницаемостью. Аналитически доказано, что на геологических разрезах зоны повышенных сдвиговых деформаций и напряжений приурочены к точкам перегиба угольного пласта.
7. Величина угла дизъюнктива отражает тектонические напряжения в области разрыва. Теоретически доказано и статистически подтверждено, что угол дизъюнктива менее 45° указывает на сжимающие горизонтальные тектонические напряжения, затрудненные условия миграции метана к поверхности и возможность проявления внезапных выбросов на меньшей глубине. .Угол дизъ-юыктива более 45 указывает на растягивающие тектонические напряжения, которые способствуют дегазации угольных пластов и увеличению глубины проявления внезапных выбросов.
8. Предложенный метод оценки потенциальной выбросоопас-ности угольных пластов основан на анализе результатов геологоразведочных работ и включает определение критической глубины появления внезапных выбросов и критической газоносности угля, выявление зон повышенных сдвиговых деформаций и оценку по
9. Результаты исследований по оценке потенциальной выбро= соопасности угольных пластов использованы при составлении ка= талога выбросоопаеных глубин угольных пластов действующих и проектируемых шахт Кузбасса, включены в "Инструкцию по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа", позволили опустить критическую по внезапным выбросам глубину ведения горных работ дж веко-торых шахт до 550 м и получить экономический эффект за счет исключения необоснованного применения прогноза выбросоопас-ности из забоев горных выработок.
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кнуренко, Виктор Антонович, 1998 год
ЛИТЕРАТУРА
1. Алимов А.И., Немцев А.И., Пах Э.М. Методика геолого-геофизической документации скважин поисково-разведочного бу= рениж на уголь в Кузбассе: Тез. докл. Всесоюзного совещания -Ростов-на-Дону, 1977. -С. 182=183.
2. Александров A.M. Новый взгляд на механизм внезапных выбросов углж и газа //Безопасность труда в промышленностиэ 1990.- № 12. -С.48-49.
3. A.C. № 883513. Способ определения природной газоносности угольного пласта /С.А. Батугин, В.А. Кнуренко и др. // Б.И. 1981, № 43.
4. A.C. № 1810574. Способ оценки выбросоопасности угольных пластов / В.А. Кнуренко, Л.М. Кнуренко, БХ. Суровцев. // Б.И. 1993, № 15.
5. Батугин С.А., Шаманская А.Т. Исследование напряженного состояния массива горных пород методом разгрузки в условиях Таштагольского железорудного месторождения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1975.= №2.-С. 28-33.
6. Батугина И.М., Петухов И.М. Геодинамическое районирование месторождении при проектировании и эксплуатации рудников. - М. :Недра, 1988.-166 с.
7. Батугин A.C., Шабаров А.Н. Опыт и перспективы применения метода геодинамического районирования // Уголь, 1995, = № 10. -С. 46-47.
8. Беспжтов Г .А., Егоров П.В., Кнуренко В.А. Механизм образования выбросоопасных зон угольных пластов/ЛКемеровский ЦНТИ, серия Р-52.01.93.= № 192=96.= 6 с.
9. Беспятов ПА., Вылегжанин В.Н., Золотых С.С. Синергетика выбросоопасной горной среды. -Новосибирск: Наука, 1996. -191 с.
10. Бовсуновекая А.А Исследование факторов, обусловливающих зональность внезапных выбросов угля и газа в Центральном районе Донбасса : Автореферат дис.... канд. техн. наук. = Днепропетровск, 1967. -25 с.
11. Бондарев МЛ. Роль геодинамики в формировании очагов, опасных по внезапным выбросам углж и газа //Безопасность труда в промышленности, 1997. - № 10. -С. 32-35.
12. Бьжов Л.П. Теория и основные принципы эксплуатации пластов, склонных к внезапным выделениям газа.-М.:ОНТИ,1936. -184 с.
13. Вереда В.С. О геологических критерижх газодинамической опасности угольных месторождений //ФТГШРГМ,1976.-№2. -С. 8286.
14. Вереда В.С., Юрченко Б.К. К вопросу о возможных причинах выбросов угля, газа и пород в Донецком бассейне//Вопросы теории выбросов углж, породы и газа.-Киев,1973.-С.301-308.
15. Волошин Н.Е. Внезапные выбросы и способы борьбы с ними в угольных шахтах. - Киев:Техника, 1985.-127 с.
16. Временная методика по прогнозу критической глубины проявления внезапных выбросов угля и газа на угольных месторождениях Кузбасса по геологоразведочным данным. -Кемерово, 1982,-11 с.
17. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности угольных пластов Донецкого бассейна при геологоразведочных работах. -М.: ИГД им.Скочинского,1980.-57 с.
18. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР / Гл. редактор А.И. Кравцов. Том 2.-М.:Недра,1979.-454 с.
19. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР / Гл. редактор А.И. Кравцов. Том 3.-М.:Недра,1979.-218 с.
20. Геологические условия выбросоопаености угольных пластов Донбасса /В.Е. Забжайло, А.З. Широков, Л.Л Кратенко и др„ = Киев: Наук.думкаД980.-192 с.
21. Геофизические исследования горных ударов /И.М. Петухов, В.А. Смирнов, B.IIL Винокур, A.C. Дальнов. =М. :Недра, 1975.
с.
/ Б.Г.
.983.-215 с.
23. Гзовекий М.В. Основы тектонофизшш. -М: Наука,1975.=
24. Г
15.
16. Девис Дж. Статистика и анализ геологических данных.
А.Т. и
газа и углж в шахтах //
шгриев A.M., Бодня Г.В. К ме ничньж условий выбросоопасности по //Выбросоопасность угольных пластов: 1
19. Егоров П.В. и др. О роли электромагнитных процессов при
Кузбассе: Автореферат дис. ... докт.техн„наук.= Новосибирск, 1974.
31. Егоров ELB., Ренев A.A., Сурков A.B. Геомеханика в примерах. -Кемерово, 1997. =169 е.
32. Есиков Н.П. Тектонофизические аспекты анализа современных движений земной поверхности. -Новосибирск: Наука,1979.
-184 с.
33. Забигайло В.Е. Геологические основы теории прогноза вы-бросоопасности угольных пластов и горных пород. -Киев: Наук, думка, 1978.-164 с.
36. Зубарев ГО.1Х, Лысиков Б.А. О природной газоносности выбросоопасных угольных пластов //Разработка месторождений полезных ископаемых. Киев, 1978. -С. 15-17.
37. Зубарев ЮЛ. О необходимости усиления научно-исследовательских работ по изучению природы выбросоопасных зон // Уголь Украины, 1981.= № 10.- С.34.
38. Зубарев К).П. Тектоническая обусловленность выбросоопасных зон угля и пород Донбасса //Уголь, 1984.-№10., = С.59=60.
39. Зубкова И.А., Шабаров А.Н., Бураков В.Ы. Прогнозирование удароопаеных зон при отработке свиты тектонически нарушенных пластов //Геодинамика месторождений, 1990. - С.23-29.
40. Зьжов B.C. Прогноз и предотвращение газодинамических явлений в пластовых выработках угольных шахт: Автореферат дис. ... докт. техн. наук.= Кемерово, 1997. =40 с.
41. Иванов B.C. Исследование сейсмоакустической активности пластов Донбасса, опасных по внезапным выбросам угля и газа // Внезапные выбросы в угольных шахтах. - М.: Недра, 1970.
42. Иванов Б.М., Суровцев Б .Г., Фалькович В.М. Современные методы регионального прогноза выбросоопаености угольньж пластов // Геол., методы поисков и разведки м=ний твёрд, горюч. ископаемых: Обзор /ВНИИ экон. минер, сырьж и геол.-развед. работ. - ВЙЭМС, 1988. - 69 с.
43. Иванов Б.М. Научные основы и комплексные методы оценки выбросоопаеных зон угольньж пластов: Дис....д-ра техн. в форме научного доклада = М.,1994.-54 с.
44. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. -М., Недра, 1977. -159 с.
45. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. - М.: ИГД им. А.А. Скочешского, 1989.-192 с.
46. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольньж пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах. -М.: Недра, 1977. -96 с.
47. Исследование горного давлениж геофизическими методами / Коллективная монография. - М.: Наука, 1967. =216 с.
48. Исследование процессов возникновения внезапных выбросов угля и газа /А.Э. Петросян, М.Ф. Яновская, Б.М. Иванов, В.Г. Крупенж. -М.: Наука, 1978.-112 с.
0. Канин В.А. Роль пористо-трещиноватой структуры угля в
53. Кнуренко В.А., Кнуренко Л.М. Применение методов распознавшим образов длж прогноза жритической выбросоопасной глубины в Кузнецком бассейне //Геол. методы поисков и разведки месторождений твёрд, горюч, ископаемых / ВНИИ экон. минер, сырья и геологоразвед. работ. - ВИЭМСэ 1986. - С. 1=5.
54. Кнуренко В.А., Кнуренко Л.М.Э Суровцев Б.Г. Геофизическая информация и её использование при региональном прогнозе выбросоопасности угольных пластов: Тез. докл. 11 Всесоюзного семинара "Информатика недр". -Кемерово, 1989. = С.85.
55. Кнуренко В.А., Кнуренко Л.М., Рудаков В.А. Зональность внезапных выбросов угля и газа в шахтах Кузбасса //Управление газовыделением в шахтах : Межвуз. сб. науч. тр. = Кемеровоэ 1992.
57. Комаров И.С. Накопление и обработка информации при инженерно-геологических исследованиях. = М.: Недра. 1972.-296 с.
58. Коньков Г.А. О значении выявления выбросоопасных зон в условиях Донбасса для прогноза выбросов //Борьба с внезапными выбросами в угольны шахтах. = М.: Госгортехиздат, 1962. -С.598-600.
59. Кравцов А.И. Геологические основы внезапных выбросов угля, газа и пород // Вопросы теории выбросов угля, породы и газа. -Киев: Наук. Думка, 1973.= С.291-295.
ных, рудных и нерудных
. 330 е. Г.И.
давления по данным
условия газоносности угольно лезных ископаемых.
измерений // Физжо-технически©
№ 2.-С. 123=
п
шахтах // Научные исследования в области борьбы с внезапными выбросами угля и газа. -ML:
ности угольных пластов Донбасса" // Уголь Украины, 1981.№ 4,
64. Лосев Н.Ф., Труфанов В.Н., Смирнов Б.В., Фролпюв Г.Д. Новые данные о механизме возникновения и методах прошозиро-
газов и первого появления выбросов // Выбросы угля, породы и газа. - Киев: Наук. Думка, 1976. =€.73=77.
66. Марков Г.А., Козырев A.A. Закономерности рас тектонических напряжений в массивах горных пород // подземной добьии руд на больших глубинах, 1985.-'
69. Методика разведки угольных месторождений Кузнецкого басеейна.-Кемерово, 1978.-236 с.
70. Методы прогноза и способы предотвращения выбросов газа, угля и породы /ГОШ. Малышев, А.Т. Айруни и др. =М.: Недра, 1995.-352 с.
71. Методические рекомендации по прогнозу выбросоопасно-сти угольных пластов и пород по комплексу геологических показателей. -Днепропетровск: РИО ДИИТа, 1979.-56 с.
72. Мурашев В.И., Бульбенко В.Л., Лопатин В.Г. Расчетный метод определенш выбросоопасности подготовительных и очистных выработок // Труды ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности. - Кемерово, 1972.-С. 104-110.
73. Мурашев В.И. Механизм развязывания внезапных выбросов угля и газа в горных выработках // Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. - М.: Недра, 1978.-С. 140-161.
74. Мурашев В.И., Зьжов B.C., Лудзиш B.C. Состояние и проблемы борьбы с газодинамическими явлениями на шахтах России // Безопасность труда в промьшпшеныости, 1993. -№12. =С. 17=20.
75. Мякишев B.C. О распределении напряжений в верхних слоях земной коры //Геология и разведка, 1986.-№9.-С.115-120.
76. Набатников ЮЛ. Разработка оперативного метода оценки ударо- и выбросоопасности увлажненных зон при подземной разработке угольньж пластов: . Автореферат дис,...канд.тех.наук -Кемерово, 1995. =17 с.
77. Нагорный Ю.П., Нагорный В.Н. О тектонической природе газодинамической зональности в Донецком бассейне // Выбросы угля и газа. -Киев : Наук. Думка, 1973. -С. 78-83.
78. Николин В.И. Представлении о природе и механизме выбросов угля, породы и газа //Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. =М.: Недра, 1978.-С.122-139.
тросов угля и газа в выработках // Вопросы теории выбросов угля, и газа. - Киев: Наук. Думка, 1973. = С Л94=200. Ольховиченко А.Е. Прогноз выбросоопасности угольных
// Борьба с газом, пылью и выбросами в
I.E. О при
горные выработки // Вопросы теории выбросов угм, породы и га=
Осипов С.Н., Волошин Н.Е. География динамических пр©=
разработке // Современные проблемы механики горных работ. = Ленинград, 1972. =€.152463.
84. Пейве А.В., Кропоткин П.В. Новый подход к изучению на= пряжений в земной коре // Напряженное состояние земной коры. =
»4?
запных выбросов углж и газа // Основы теории внезапных выбро= сов угля, породы и газа. - ML: Недра, 1978.=С. 3=61.
86. Петухов И.М., Линьков A.M. Механизм развязывания ш протекания выбросов углж (породы) и газа // Основы теории вне=
17. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов м
изучения геодинамики месторождений // Профилактика горных
89. Попов B.B. Определение качества угольных- пластов в скважинах геофизическими методами // Состояние и внедрение геофизических методов исследований скважин угольных месторождений. -М., 1974. -С.42-50.
90. Попов В.В. Комплексная интерпретация результатов геофизических исследований в углеразведочньж скважинах. -М. : Недра, 1976. -112 с.
91. Пузыре® В.Н„, Балашова. Т.А., Алексеев Д.В. О возможном явлении «гистерезиса сорбции» метана выбросоопаеным углем при возбуждении колебаний давления газа // Уголь, 1993. № 6. -С. 46-48.
92. Региональный прогноз выбросоопасности угольных пластов Кузбасса /В.А. Кнуренко, В.А. Рудаков, П.В. Егоров, A.B. Сурков. Кемерово, 1997. -119 с.
93. Рудаков В.А., Потапов П.В., Шадрин A.B. Обеспечение контроля выбросоопасности угольных пластов в условиях Кузбасса //Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: Тез. докладов Всероссийской научно-практической конференции. Кемерово, 1994. -С. 17-18.
95. Рудаков В.А., Шадрин A.B. Организация прогноза внезапных выбросов угля и газа на шахтах Кузбасса // Метан угольных шахт: Прогноз, управление, использование, 1995.-JM. =С. 8-10.
95. Русаков Н.Г. Борьба с внезапными выбросами. -М.:ЦНИЭИ уголь, 1978. -40 с.
96. Савинский И.Д. Таблицы вероятностей подеечениж эллиптических объектов прямоугольной сетью наблюдений М.: Недра, 1964. -100 с.
97. Систематизированные данные по внезапным выбросам уг-ж и газа на шахтах восточных и северных месторождений страны // B.C. Розанцев, И.Г. Медведев и др. -Кемерово, 1973. 428 с.
98. Скочинский A.A. Современные представления о природе внезапных выбросов углж и газа и меры борьбы с ними //Уголь, 1954. =№7.- С. 440.
99. Слепков С.А. Коррежциж разрезов скважин и выявление тектонических нарушений геофизическими методами // Вопросы методики разведки и опробования угольньж месторождений. - Кемерово, 1973. -С. 73-84.
100. Смирнов Б.В. Системный метод прогнозирования инженерно-геологических условий разработки месторождений по геологоразведочным данным. -Ростов-на-Дону, 1973. -37 с.
101. Ставрогин A.BL Статистические основы прочности и деформации горных пород при сложных напряженных состояниях // ФТПРПИ, 1974. - № 4.- С.37-39.
102. Стариковский C.B. Разработка геолого-геофизического метода прогноза выбросоопаеных зон угольньж пластов в Карагандинском бассейне : Автореф. дис.... канд. техн. наук.=М., 1993. -17 с.
103. Структурные модели горного массива в механизме ге©= механических процессов / Вьшегжанин B.BL, Егоров ПЖ, Мурашев В.й. -Новосибирск :Наук.а, 1990. =295 с.
104. Тарасов Б.Г., Ставрогин А.Н., Ширкес O.A. Механизм формирования порового пространства в горных породах в условиях деформирования при высоких давлениях // ФТПРПИ, 1994., № 3. -С.23-36.
105. Тёркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: Геологические приложения физики сплошных сред. =М.: Мир, 1985.-730 с.
106. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. =М.: Недра, 1985. -217 с.
107. Тимеркаев B.C. Методы решения задач распознавания образов комбинированного типа: Афтореф. дис.... канд.тех.наук. -Ташкент, 1975.-16 с.
108. Тимошенко СЛ., Гудьер Дж. Теория упругости. - М.: Наука, 1975. =57б с.
109. Ткаченко В.Ф. Зависимость выбросоопаености угольных пластов от характера их тектонической нарушенное™ // Методика разведки, повышения качества и эффективности геологоразведочных работ на твердые горючие ископаемые : Тез. докл. Всесоюзного совещания, -Ростов на Дону, 1977. - С.239.
ПО. Турчанинов И.А., Марков Г.А. Влияние новейшей тектоники на напряженное состояние пород в Хибинских апатитовых рудниках // Известия АН СССР, Физика земли, 1966.- №8.=С.8386.
111. Ужпсон Дж. Геологические структуры малых форм. -М.: Недра, 1985.-112 с.
112. Уткин A.C. Прогнозирование нарушенное™ массива горных пород. -М. : ЦНИЭИуголь, 1973. -27 с.
113. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизшжа. -М. :Недра, 1976. -527 с.
114. Физический контроль массивов горных пород / Б.Г. Тарасов, В.В. Дырдвш, В.В. Иванов и др. =М.: Недра, 1994.-240с.
115. Хапжн В.Н., Лудзиш B.C. Некоторые особенности проявления внезапных выбросов на шахтах Прокопьевского месторождения Кузбасса // ФТПР1ЗД, 1974. -№2. - С.100-107.
116. Ходот В.В., Иванов Б.М., Фейг Г.Н. Внезапные выбросы угла и газа. Пути решения проблемы. // Уголь, 1976.=№10. С. 13= 19.
117. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. =М.: Госгор-техиздат, 1961. =364 с.
118. Христианович С.А. Распределение давлениж газа вблизи движущейся свободной поверхности угля. О волне дробления // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук, 1953.-Ж2. С. 1673-1699.
119. Цадер З.С. и др. Опыт геолого-геофизической документации параметрических скважин в Кузнецком бассейне // Тез. докл. Всесоюзного совещания. -Роетов=на=ДонуД977.=С.178=179.
120. Чернов О.И. Прогноз опасных по внезапным выбросам участков пластов в угольных пластах //Вопросы безопасности в угольньж пластах. = ML, 1959. =€.88=106.
121. Чернов О .И., Пузырев В.Н. Прогноз внезапньк выбросов угля и газа. =М.: Недра, 1979. -296 с.
122. Червяк И.Л. Геомеханические аспекты выбросов угля и газа // Безопасность труда в промышленности, 1991. =№ 6. -С.64=67.
123. Шатилов В.А. Зональность внезапных выбросов угля и газа в шахтах Донбасса. -ML: Госгортехиздат, 1962.-120 с.
124. Шахты Кузбасса: Справочник /В.Е. Врашн, П.В. Егоров, Е.А. Бобер и др. -ML: Недра, 1994. -352 с.
125. Шевелев Г.А. Природа и механизм выбросов с учетом газодинамического фактора // Уголь Украины, 1974.= № 5,-С.36.
127. Шемякин Е.И. Новые представления в механике разрушения // Физика и механика разрушения горных ■ пород применительно к горной геомеханике и сейсмологии: Сб. трудов семинара ВНИМИ. -С. Петербург, 1994.- С.212-225.
128. Шкурский Е.Ф. Об изменении тектонической нарушен»-сти горных пород Донбасса с глубиной //Уголь Украины, 1976. -№3.-С. 47-48.
129. Шупов Л.П. Прикладные математические методы в обогащении полезных ископаемых. =М.: Недра, 1972. -168 с.
130. Эттингер И.Л. Газоемкость ископаемых углей. -М.: Недра, 1966. =223 с.
13 L Эттингер И.Л. Внезапные выбросы углж и газа и струму-угж. =М.: Недра, 1969. -160 с. 132. Hock Е., Browп Е. Underground excavation in rock. London : ig and Metallurgy, 1980.
133. Byezlee I.D. Friction of Rocks. Experimental Stadies of Rock Friction wihk Application to Earthquake Prediction. I. F. Evemden,-U.S. Geological Survey, Menlo Pare, Calif., 1977, p. 55-77.
134. Broun EX,Hock E. Trends in relationsMps between measured in situ stresses and depth. International journal of ] Mechanics and Mining Sciences Sc Geomechanics Afestarcts,Vol.k N 4, August, 1978, p 211-215.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.