WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«© А.В. Шадрин, В.И. Клишин, 2017 А.В. ШАДРИН д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГБНУ ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово e–mail: avsh-357 В.И. КЛИШИН д-р техн. наук, профессор, чл.-корр. ...»

Геомеханика и геотехнология

УДК 622.831.31

© А.В. Шадрин, В.И. Клишин, 2017

А.В. ШАДРИН

д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник

ФГБНУ ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово

e–mail: avsh-357@mail.ru

В.И. КЛИШИН

д-р техн. наук, профессор, чл.-корр. РАН,

директор Института угля

ФГБНУ ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово

e–mail: klishinvi@icc.kemsc.ru

Показано, что для автоматизации прогноза динамических явлений и контроля напряженного состояния призабойного пространства в процессе разупрочнения кровли целесообразно использовать спектрально-акустический метод. Для автоматизированного контроля различных способов профилактической гидрообработки угольного пласта и процесса направленного гидроразрыва труднообрушаемой кровли предложено использовать метод акустической эмиссии. Обсуждена функциональная связь параметров нагнетания с параметрами акустической эмиссии .

Ключевые слова: УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ, ТРУДНООБРУШАЕМАЯ КРОВЛЯ, ДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ГИДРООБРАБОТКА, АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ, СПЕКТРАЛЬНЫЙ

АНАЛИЗ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Проведение горных выработок в сложных этого применяют метод направленного гидрогорно-геологических условиях требует при- разрыва основной кровли [1-2]. При этом все менения специальных способов обработки этапы процесса контролируются по динамике призабойного пространства, обеспечиваю- давления нагнетания, регистрируемом на нащих безопасность при проявлениях горного сосной установке .



давления. К ним относятся, в частности, раз- Гидрообработка применяется также для упрочнение труднообрушаемой кровли путем повышения газопроницаемости угольного направленного гидроразрыва и профилакти- пласта. С этой целью жидкость подается в ческая гидрообработка угольного пласта [1-4]. скважины, пробуренные по углю, в режиме Труднообрушаемые кровли опасны пло- гидрорасчленения, при котором в угле сощадным зависанием, которое может приве- здается сеть трещин, повышающая газопрости к резкому обрушению и, как следствие, ницаемость и газоотдачу пласта [3]. Для лозагазированию выработок. Для недопущения кального повышения газопроницаемости и Геомеханика и геотехнология разгрузки призабойного пространства при- ханизма контроля роста трещин при гидрооменяется также нагнетание жидкости в шпу- бработке углепородного массива в шахтных ры в режиме гидроотжима [5]. условиях нет, так как технологией всех известЕще одно направление использования ных способов гидрообработки предусматривагидрообработки – увлажнение угля. Оно ис- ется только регистрация давления и скорости пользуется и для снижения пылевыделения нагнетания жидкости. Причем темп нагнетаи для исключения выбросоопасности, ния чаще всего измеряется на входе насосной поскольку установлено, что при влажности установки, так как расходомеры высокого давугля свыше 6 % внезапные выбросы никогда ления (СРВД) в России были выпущены в 60-х не происходили [7]. Происходит это потому, годах прошлого столетия малой партией и в что при такой влажности газ блокируется в последующем не выпускались, а зарубежные микротрещинах и порах и не выделяется в приборы аналогичного назначения учеными более крупные трещины в свободном состо- и производственниками России, за редким янии. Поэтому внутрипластовое давление исключением, не закупались из-за их сравнигаза не возрастает. Одновременно уголь ста- тельно высокой стоимости .

новится более пластичным, вследствие чего Между тем растущая трещина является зона опорного давления отодвигается вглубь источником акустической эмиссии (АЭ), ремассива, снижая опасность проявления всех гистрация которой позволяет фиксировать типов динамических явлений: горных ударов, как факт скачкообразного роста трещин, так внезапных выбросов угля и газа и их недораз- и интенсивность этого процесса во времени вившихся типов [8]. [9, 10] .



Увлажнение угля осуществляется в одном Таким образом, контролируя акустичеиз двух режимов: низконапорном увлажнении скую эмиссию в процессе гидрообработки, или гидрорыхлении. Низконапорное увлаж- можно существенно повысить ее качество нение осуществляется на пластах с высокой путем обеспечения запланированного реживодопроницаемостью. В этом режиме допол- ма нагнетания жидкости в угольный пласт нительные трещины нагнетаемой жидкостью или в труднообрушаемую кровлю. Однако не создаются, а жидкость распространяется для этого необходимо вначале установить по существующим природным трещинам, из функциональную связь между параметрами них – в микротрещины и поры, равномерно акустической эмиссии и гидрообработки, а увлажняя уголь. Гидрорыхление проводит- затем определить оптимальные параметры ся на пластах с меньшей водопроницаемо- акустической эмиссии для осуществления стью, чем в предыдущем случае. Жидкость в требуемого способа гидрообработки и разраэтом режиме создает дополнительную сеть ботать методику осуществления каждого из трещин, из возросшей поверхности которых этих способов с управлением параметрами уголь увлажняется быстрее, чем в режиме нагнетания жидкости, основываясь на акунизконапорного увлажнения. сто-эмиссионной реакции пласта на процесс Из сказанного следует, что все упомянутые нагнетания жидкости. Однако для этого нужспособы гидрообработки кровли и угольного ны соответствующие средства контроля давпласта характеризуются определенной интен- ления и темпа нагнетания – на входе скважисивностью развития (роста) трещин либо от- ны, и регистраторы параметров акустической сутствием их развития (при низконапорном эмиссии .

увлажнении и им подобным режимам нагне- При аналитическом решении этой задачи тания, например, микрокапиллярной пропит- установлено, что в процессе нагнетания жидке). Поскольку трещины развиваются скачкоо- кости в кровлю насосной установкой с жестбразно, под интенсивностью развития трещин кой рабочей характеристикой (для них темп принято понимать число «скачков» растущих нагнетания сохраняется практически постотрещин в единицу времени [9, 10]. Однако ме- янным вне зависимости от давления нагне

<

Геомеханика и геотехнология

тания) длину трещины гидроразрыва l мож- скачкообразный рост трещин активности АЭ но определить по числу зарегистрированных J изменяется во времени t следующим обраимпульсов АЭ J при ее скачкообразном росте зом:

от начальной длины l0, образованной щелеобразователем, по следующей формуле: (3) где параметры 1 и 2 также устанавливаются по результатам серии опытных нагнетагде коэффициент ke устанавливается по ний .





результатам серии опытных нагнетаний. Эффективность гидрообрабки кровли и Установлено также, что при гидрорых- угольного пласта с целью снижения опаснолении угольного пласта насосом с жесткой сти проявления динамических явлений можрабочей характеристикой оптимальное зна- но оценить частично (без учета газового факчение темпа нагнетания qопт, при котором до тора опасности) по снижению напряженного момента прорыва жидкости по растущим состояния в призабойном пространстве. Для трещинам в ближайшую выработку в пласт этого предлагается использовать метод спектпоступит объем жидкости Q, можно опреде- рально-акустического контроля – по отношелить по формуле нию амплитуд высокочастотной и низкочастотной частей спектра работающего горного (2) оборудования (комбайна, буровой установки где коэффициенты a и V определяются по и др.), поскольку известно, что этот параметр результатам серии опытных нагнетаний. определяется преимущественно величиной Оптимальное значение сопровождающей средних напряжений [11] .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Клишин В.И. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений / В.И. Клишин, Л.В. Зворыгин, А.В. Лебедев, А.В. Савченко // Рос. акад. наук. Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела. – Новосибирск: Издательский дом «Новосибирский писатель», 2011. – 524 с .

2. Клишин В.И. Методы направленного гидроразрыва труднообрушающихся кровель для управления горным давлением в угольных шахтах / В.И. Клишин, А.М. Никольский, Г.Ю. Опрук, А.А. Неверов, С.А. Неверов // Уголь. – 2008. – № 11. – С. 12–16 .

3. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. – М.: Недра, 1979. – 271 с .

4. Чернов О.И. Подготовка шахтных полей с газовыбросоопасными параметрами / О.И. Чернов, Е.С .

Розанцев. – М.: Недра, 1975. – 287 с .

5. РД 05-350-00. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа // Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах .

Сборник документов. – М.: Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000. – С. 120–303 .

6. Гельфанд Ф.М. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах / Ф.М. Гельфанд, В.П. Журавлев, А.П. Поелуев, Л.И. Рыжих. – М.: Недра, 1975. – 288 с .

7. Чернов О.И. Прогноз внезапных выбросов угля и газа / О.И. Чернов, В.Н. Пузырев. – М.: «Недра», 1979. – 296 с .

8. Дырдин В.В. Оценка ударо- и выбросоопасности увлажненных зон угольных пластов / В.В. Дырдин, А.И. Шиканов, О.П. Егоров, Ю.П. Набатников и др. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2000. – 134 с .

9. Грешников В.А. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий / В.А .

Грешников, Ю.Б. Дробот. – М.: Изд-во стандартов, 1976. – 272 с .

10. Шадрин А.В. Акустическая эмиссия выбросоопасных пластов. Обзорная информация / А.В. Шадрин, В.С. Зыков // ЦНИЭИуголь. – М., 1991. – 42 с .

11. Шадрин А.В. Геофизический критерий предвыбросного развития трещин в угольном пласте // ФТПРПИ, 2016. – № 4. – С. 48–62 .

Геомеханика и геотехнология UDC 622.831.31 © A.V. Shadrin, V.I. Klishin, 2017 A.V. Shadrin Doctor of Technical Sciences, Leading Scientific Researcher The Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of SB RAS, Kemerovo e–mail: avsh-357@mail.ru V.I. Klishin Doctor of Technical Sciences, RAS Corresponding Member, Director The Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of SB RAS, Kemerovo e–mail: klishinvi@icc.kemsc.ru

THE IMPROVEMENT OF AUTOMATED DYNAMIC PHENOMENA FORECAST METHODS

DURING ROOF WEAKENING AND PREVENTIVE HYDROTREATING

The spectral-acoustic method is useful for the automation of the dynamic phenomena forecast and the working area stress control during roof weakening. The acoustic emission method is suggested using for the computercontrolled monitoring of various methods for coal seams preventive hydrotreating and the directional hydraulic fracturing process. The functional relation between charging characteristics and acoustic emission is given .

Key words: COAL SEAM, HARD ROOF, DYNAMIC PHENOMENA, HYDROTREATING, ACOUSTIC

EMISSION, SPECTRUM ANALYSIS (ESTIMATION) OF ACOUSTIC SIGNALS

REFERENCES

1. Klishin V.I. Problemy bezopasnosti i novye tehnologii podzemnoj razrabotki ugolnyh mestorozhdenij (Safety problems and new technologies in underground mining) / V.I. Klishin, L.V. Zvorygin, A.V. Lebedev, A.V .

Savchenko // Ros. akad. nauk. Sib. otd-nie, In-t gornogo dela. – Novosibirsk: Izdatelskij dom «Novosibirskij pisatel», 2011. 524 p .

2. Klishin V.I. Metody napravlennogo gidrorazryva trudnoobrushajushhihsja krovel dlja upravlenija gornym davleniem v ugolnyh shahtah (Method of directional fracturing of Hard-to-Collapse Roofs to Control Rock Pressure in Coal Mines) / V.I. Klishin, A.M. Nikolskij, G.Ju. Opruk, A.A. Neverov, S.A. Neverov // Ugol .

2008. № 11. pp. 12–16 .

3. Nozhkin N.V. Zablagovremennaja degazacija ugolnyh mestorozhdenij (Preliminary draining-out of gases in coal subsoil). M.: Nedra, 1979. 271 p .

4. Chernov O.I. Podgotovka shahtnyh polej s gazovybrosoopasnymi parametrami (Development of mines with gas outburst hazard characteristics) / O.I. Chernov, E.S. Rozancev. M.: Nedra, 1975. 287 p .

5. RD 05-350-00. Instrukcija po bezopasnomu vedeniju gornyh rabot na plastah, opasnyh po vnezapnym vybrosam uglja (porody) i gaza (Instruction on safety mining in seams unsafe with spontaneous coal and gas

outbursts) // Preduprezhdenie gazodinamicheskih javlenij v ugolnyh shahtah. Sbornik dokumentov. M.:

Gosudarstvennoe predprijatie NTC po bezopasnosti v promyshlennosti Gosgortehnadzora Rossii, 2000. pp. 120– 303 .

6. Gelfand F.M. Novye sposoby borby s pylju v ugolnyh shahtah (New ways of dust control in coal mines) / F.M. Gelfand, V.P. Zhuravlev, A.P. Poeluev, L.I. Ryzhih. M.: Nedra, 1975. 288 p .

7. Chernov O.I. Prognoz vnezapnyh vybrosov uglja i gaza (Spontaneous coal and gas outbursts forecast) / O.I. Chernov, V.N. Puzyrev. M.: «Nedra», 1979. 296 p .

8. Dyrdin V.V. Ocenka udaro- i vybrosoopasnosti uvlazhnennyh zon ugolnyh plastov (The rock-bump and outburst hazard estimation of coal seams watered zones) / V.V. Dyrdin, A.I. Shikanov, O.P. Egorov, Ju.P. Nabatnikov i dr. Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2000. 134 p .

9. Greshnikov V.A. Akusticheskaja jemissija. Primenenie dlja ispytanij materialov i izdelij (Acoustic

Геомеханика и геотехнология

emission. Application for materials and articles tests) / V.A. Greshnikov, Ju.B. Drobot. M.: Izd-vo standartov, 1976 .

272 p .

10. Shadrin A.V. Akusticheskaja jemissija vybrosoopasnyh plastov. Obzornaja informacija (Outburst-prone seams Acoustic emission) / A.V. Shadrin, V.S. Zykov // CNIJEIugol. M. 1991. 42 p .

11. Shadrin A.V. Geofizicheskij kriterij predvybrosnogo razvitija treshhin v ugolnom plaste (Geophysical




Похожие работы:

«Секция 1. Современные промышленные технологии технологий будут в значительной степени зависеть от решимости, творчества и находчивости мужчин и женщин, которые справляются с этой задачей[5]. Литература.1. Морозов А.Н. Современное производство стали в дуговых печах. М.: Металлургия, 1983. 184 С.2. Григ...»

«НПФ “СИГМА-ИС” СКЛБ-01 Сетевой контроллер линейных блоков Руководство по эксплуатации САКИ.425661.111РЭ САКИ.425661.111 РЭ 1. НАЗНАЧЕНИЕ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ 4. УСТРОЙСТВО И РАБОТА. 5. МОНТАЖ И ПОДКЛЮЧЕНИЕ 6. ПАСПОРТ 7. МАРКИРОВКА 8....»

«ГИРОСКОП И РАДИОУПРАВЛЕНИЕ 4-КАНАЛЬНЫЙ РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ КВАДРОКОПТЕР С УДЕРЖАНИЕМ ВЫСОТЫ И 6-ОСЕВОЙ СИСТЕМОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ РУ ИНСТРУКЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ СТАНДАРТ: GB/T26701-2011 ОСОБЕННОСТИ: 4-моторная конструкция обеспечивает высокую скорость, хорошую маневренность и возможность летать пр...»

«Вестник НЯЦ РК ПЕРИОДИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ НАЦИОНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО ЦЕНТРА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ВЫПУСК 2(66), ИЮНЬ 2016 Издается с января 2000 г. ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР – д.ф.-м.н. БАТЫРБЕКОВ Э.Г. РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: д.ф.-м.н. СКАКОВ М.К. – заместитель главного редактора, д.т.н. БАТЫРБЕКОВ Г.А., д.ф.-м.н. БУРТЕБАЕВ Н.Т., докт...»

«Л. В. Юрьева, Е.В. Долженкова, М.А.Казакова УПРАВЛЕНЧЕСКИЙ УЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ В УСЛОВИЯХ ИННОВАЦИОННОЙ ЭКОНОМИКИ Москва Кнорус УДК 657.1 ББК 65.052 Рецензенты: Казаков Н.П., д.э.н., доцент, снс Института военно-системных исследований Военной академии материально-технического обе...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет...»

«SysMC MB-USBridge Системы Модули и Компоненты Адаптер MB-USBridge Техническое описание Board Revision 1.2 Product Name MB-USBridge-1.2 Doc Name hw_mbusb Revision Date 01.07.2016 Revision Number 1 hw_mbusb SysMC MB-USBridge 1. ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Оглавление 2. Введение 3. Технические данные MB-USBridge 3.1. Внешние...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫМ ГОСТ Р м э к СТАНДАРТ 618692— РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТРАНСФОРМАТОРЫ ИЗМ ЕРИТЕЛЬНЫ Е Часть 2 Дополнительные требования к трансформаторам тока IEC 61869-2:2012 Instrument transf...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.