Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя

На основе сопоставления кинетики двух физических процессов, одновременно происходящих при разработке пластов газоугольных месторождений – разгрузки угольного пласта от горного давления и фильтрации метана в угле установлен критерий развязывания спонтанного разрушения призабойного участка газонасыщен...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2018
Hauptverfasser:	Фельдман, Э.П., Калугина, Н.А., Чеснокова, О.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2018
Schriftenreihe:	Геотехнічна механіка
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158691
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, О.В. Чеснокова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 138. — С. 212-217. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-158691
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1586912019-09-12T01:25:39Z Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя Фельдман, Э.П. Калугина, Н.А. Чеснокова, О.В. На основе сопоставления кинетики двух физических процессов, одновременно происходящих при разработке пластов газоугольных месторождений – разгрузки угольного пласта от горного давления и фильтрации метана в угле установлен критерий развязывания спонтанного разрушения призабойного участка газонасыщенного угольного пласта при стационарном подвигании забоя. На основі співставлення кінетики двох фізичних процесів, що одночасно відбуваються при розробці пластів газовугільних родовищ – розвантаження вугільного пласта від гірського тиску і фільтрації метану крізь вугілля встановлений критерій розв’язування спонтанного руйнування привибійної ділянки газонасиченого вугільного пласта при стаціонарному посуванні вибою. On the basis of comparison of kinetics of two physical processes occurring simultaneously during development of gas-coal deposits – coal seam discharge from rock pressure and methane filtration in coal - a criterion was established for unleashing spontaneous destruction of bottom-hole section in the gas-saturated coal bed during stationary face driving. 2018 Article Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, О.В. Чеснокова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 138. — С. 212-217. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158691 622.831: 622.537.86 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	На основе сопоставления кинетики двух физических процессов, одновременно происходящих при разработке пластов газоугольных месторождений – разгрузки угольного пласта от горного давления и фильтрации метана в угле установлен критерий развязывания спонтанного разрушения призабойного участка газонасыщенного угольного пласта при стационарном подвигании забоя.
format	Article
author	Фельдман, Э.П. Калугина, Н.А. Чеснокова, О.В.
spellingShingle	Фельдман, Э.П. Калугина, Н.А. Чеснокова, О.В. Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя Геотехнічна механіка
author_facet	Фельдман, Э.П. Калугина, Н.А. Чеснокова, О.В.
author_sort	Фельдман, Э.П.
title	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
title_short	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
title_full	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
title_fullStr	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
title_full_unstemmed	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
title_sort	влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2018
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158691
citation_txt	Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, О.В. Чеснокова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 138. — С. 212-217. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT felʹdmanép vliâniefilʹtraciigazanaévolûciûmagistralʹnojtreŝinypristacionarnompodviganiizaboâ AT kaluginana vliâniefilʹtraciigazanaévolûciûmagistralʹnojtreŝinypristacionarnompodviganiizaboâ AT česnokovaov vliâniefilʹtraciigazanaévolûciûmagistralʹnojtreŝinypristacionarnompodviganiizaboâ
first_indexed	2025-07-14T11:14:41Z
last_indexed	2025-07-14T11:14:41Z
_version_	1837620717861994496
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 212 УДК 622.831: 622.537.86 ВЛИЯНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА НА ЭВОЛЮЦИЮ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ ПОДВИГАНИИ ЗАБОЯ 1Фельдман Э.П., 1Калугина Н.А., 1Чеснокова О.В. 1Институт физики горных процессов НАН Украины ВПЛИВ ФІЛЬТРАЦІЇ ГАЗУ НА ЕВОЛЮЦІЮ МАГІСТРАЛЬНОЇ ТРІЩИНИ ПРИ СТАЦІОНАРНОМУ ПОСУВАННІ ВИБОЮ 1Фельдман Е.П., 1Калугіна Н.О., 1Чеснокова О.В. 1Інститут фізики гірничих процесів НАН України INFLUENCE OF GAS FILTRATION ON MAIN CRACK DEVELOPMENT DURING STATIONARY FACE DRIVAGE 1Feldman E.P., 1Kalugina N.O., 1Chesnokova O.V. 1Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine Аннотация. На основе сопоставления кинетики двух физических процессов, одновременно происходящих при разработке пластов газоугольных месторождений – разгрузки угольного пласта от горного давления и филь- трации метана в угле установлен критерий развязывания спонтанного разрушения призабойного участка газона- сыщенного угольного пласта при стационарном подвигании забоя. При подвигании забоя напряжения, сжимающие трещины, содержащиеся в угольном пласте, постепенно уменьшаются (разгрузка пласта), что способствует раз- витию трещин. Одновременно происходит сброс давления газа в полостях трещин за счёт его выхода в вырабо- танное пространство, что приостанавливает развитие трещин. Поэтому результат эволюции трещин зависит от того, какой из двух этих конкурирующих процессов идёт быстрее. Используя идею «среднего» поля (mean field approximation), вместо системы трещин рассматривается одна, магистральная трещина, действующая на пара- метры окружающего «термостата». Найденное соотношение включает в себя, как необходимое условие, выпол- нение критерия Гриффитса разрыва материала газонаполненной трещиной. Критерий позволяет установить роль физических параметров угольного пласта – горного давления, газового давления, упругих модулей, трещиновато- сти, сил сцепления материала, фильтрации метана в угле и технологических параметров отработки для безопас- ных по выбросу условий разработки угольного месторождения. Построена диаграмма зависимости скорости по- двигания забоя от скорости фильтрации газа, на которой указаны опасный и безопасный по выбросу секторы. Диаграмма позволяет выбрать экономически целесообразную, и вместе с тем безопасную скорость отра- ботки пласта с учётом его физико-химических свойств и геотехнологических условий отработки. Материальные параметры, входящие в полученное неравенство, определяются лабораторными и натурными экспериментами, в том числе и проведенными в ИФГП НАН Украины. Ключевые слова: трещина, угольный пласт, газ, фильтрация, выброс, давление, разгрузка. Угольный пласт содержит различного рода поры и трещины, которые до его отработки не приходят в движение. Трещины «задавлены» горным давле- нием. При отработке угольного (породного) пласта в его краевой части происхо- дит разгрузка от напряжений, порождённых горным давлением. Собственно, горное давление на этом участке становится неоднородным – возникает опорное давление. Напряжения, поперечные по отношению к граничной поверхности за- боя (боковой распор) резко снижаются. После разгрузки трещины увеличивают свой объём, разбухают, поскольку сдавливание исчезает частично или даже пол- ностью [1]. Если полость трещины не заполнена газом, то этим разбуханием раз- витие трещин вследствие разгрузки пласта и ограничивается. Но, как правило, в порах и трещинах угольных пластов и вмещающих пород сосредоточен газ, обычно это метан. И хотя давление газа, заполняющего полости трещин (пласто- вое давление), в несколько раз меньше горного давления [2], после разгрузки роль давления газа становится определяющей. Газ стремится разорвать пласт. © Фельдман Э.П., Калугина Н.А., Чеснокова О.В., 2018 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 213 Разрыв происходит, если коэффициент концентрации напряжений в устье тре- щины превосходит модуль сцепления материала. Против разрыва действует спад давления газа вследствие выхода газа наружу и, несмотря на фильтрацию газа из окружающего материала в трещину. Поэтому решающую роль в разрыве пласта начинает играть соотношение указанных скоростей фильтрации между собой, а также со скоростью разгрузки. Последняя определяется технологическими ре- гламентами угледобычи. В [3] методами теоретической физики проанализиро- вано явление развития магистральных трещин угольного пласта, спровоцирован- ного быстрой разгрузкой. Даны оценочные критерии реализации и времени раз- рушения краевого участка пласта. Исследования показали, что для развязывания выброса необходимо большое пластовое давление газа, наличие системы трещин большой длины и большого зияния, расположенных на определённом расстоя- нии друг от друга, внезапную разгрузку, близкую к максимальной, малый коэф- фициент фильтрации газа через поверхность забоя, уголь или породу с малой удельной поверхностной энергией. В данной работе исследуются особенности временной эволюции трещин, происходящей по мере движения поверхности забоя с постоянной скоростью. Используя идею «среднего» поля (mean field approximation), вместо системы тре- щин рассматривается одна, магистральная трещина, действующая на параметры окружающего «термостата». Остальные трещины формируют среднее поле напряжений в окружении магистральной трещины и служат резервуаром газа, для обмена окружения с выделенной трещиной. В [4] исследована эволюция ма- гистральной трещины при отсутствии фильтрации газа. Но при наличии филь- трации газа развитие трещины происходит как за счёт постепенной разгрузки, так и за счёт натекания или истечения газа из полости трещины в окружающий угольный каркас. Рассмотрим ситуацию, при которой по мере движения забоя происходит как разгрузка берегов трещины от сжимающих напряжений, так и стечение газа из полости трещины, сопровождаемое сбросом давления газа. В [4] показано, что полная нагрузка на берега трещины состоит из двух слагаемых: давления газа полости ( )p τ в произвольный момент времени, и сжимающих напряжений ( ) 0 1m P σ τ− . Здесь все нагрузки нормированы на 0P − пластовое давление газа, оно же начальное давление газа в полости трещины. mσ − «поперечные» напряжения (напряжения бокового распора) в нетронутом пласте. Время τ обезразмерено − vt l τ ≡ , где v – скорость подвигания забоя, а l расстояние от трещины до рабочей поверхности забоя. Эти слагаемые изменяют нагрузку в противоположных направлениях: сброс горного давления увеличивает разрывающую нагрузку, а фильтрация уменьшает её. Идёт как бы «игра на опережение»: что изменяется быстрее − раз- грузка или фильтрация? ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 214 При определённых условиях растягивающая нагрузка вырастет настолько, что коэффициент концентрации напряжений в устье трещины 0 0 02 M P Lπ = (L0 − начальная длина трещины) превзойдёт модуль сцепления материала cM . В ре- зультате трещина, согласно Гриффитсу [5], разорвёт пласт, что можно соотнести с внезапным выбросом. Критический момент и критическое давление определя- ются уравнением ( ) ( ) 0 0 1m cMp P M στ τ− − = . (1) Перепишем уравнение, перенеся разгрузку в правую часть: ( ) ( ) 0 0 1m cMp P M στ τ= − + . (2) Если существует решение этого уравнения на интервале 0 1τ≤ ≤ , то насту- пает момент, по достижении кото- рого трещина разорвёт пласт. Если же решение отсутствует или физи- чески бессмысленно, то произойдёт лишь разбухание трещины без раз- рыва пласта. Необходимо найти, та- ким образом, критерий существова- ния решения (2). С этой целью произведём гра- фический анализ (2) в случае, когда p(τ) совпадает с pe(t) – давлением газа в угольной матрице вблизи тре- щины, нормированным на P0. Затем сделаем нужные обобщения. В [6] исследовано поведение функции pe(t) – изменения давления газа с течением времени в окрестно- сти магистральной трещины при равномерном движении забоя при разных зна- чениях параметра fD b lv = . Здесь Df – коэффициент фильтрации газа, характери- зующий проницаемость угля при фильтрации метана. Схематически график правой и левой частей уравнения (2) изображены на рис. 1. Для определённости считаем, что параметр b  1. На рис. 1 показаны − точка τcr пересечения прямой ( ) 0 0 1m cM P M σ τ− + с еди- ницей, и точка τe, где начинается отклонение p(τ) от единицы. Можно с хорошей точностью утверждать, что решение (2) существует тогда и только тогда, когда точка τe лежит правее точки τcr, то есть когда фильтрация запаздывает по срав- нению с разгрузкой Рисунок 1 − Графическое решение уравнения (2) при p(τ) = pe(t) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 215 1 1e crτ τ− < − (3) Теперь учтём, что 1 2e bτ− ≈ , а 0 0 1 1 c cr m P M M τ σ  − = −    и получим критерий разрушения пласта магистральной трещиной в следующем виде 0 0 1 c m P Mb Mσ  = −    (4) Этот критерий не учитывает, как выше сказано, разрушения трещин. Для учёта последнего фактора воспользуемся следующим соотношением из [4], опре- деляющим 1 - τcr: ( ) 0 0 11 . 1 c cr m m P M a M τ σ   − ≈ − +  Параметр 0 0 m m La Bz σ ≡ связывает раз- меры трещины - начальную длину L0 и начальное зияние 0z с упругим модулем угля B и напряжением бокового распора. Тогда получим следующий, основной, результат: 0 0 1 1 f c m m D P M vl a Mσ  < − +  (5) При выполнении этого неравенства происходит разрыв, ассоциируемый с внезапным выбросом. Если же выполняется противоположное неравенство, то разрыва пласта не происходит. Очевидно, что для выполнения неравенства (5) необходимо выполнение критерия Гриффитса [4]: 0 1 1 c m M a M > + (6) Таким образом, критерий спонтанного разрушения (5) включает в себя, как необходимое условие, выполнение критерия Гриффитса. Иначе, выполнение критерия Гриффитса необходимо, но, не достаточно для разрыва материала га- зонаполненной трещиной, нужно ещё чтобы фильтрация была слабой, в соответ- ствии с (5). Хотя графическое решение уравнения (2) на рис. 1 представлено для b  1, критерий (5) остаётся справедливым для любых b, при условии, что De − коэф- фициент фильтрации в том месте, где находится трещина, совпадает с Df. Если, например, De  Df, то есть фильтрация в окрестности трещины затруднена, то сброс давления p(t) внутри трещины запаздывает по отношению к сбросу давле- ния газа pe(t) в массиве, окружающем трещину. В этом случае для определения степени опасности следует численно решать уравнение, описывающее постепен- ный сброс давления в полости трещины из [4], а затем (2). Если окажется, что существует решение (2) на интервале 0 1τ< < , то это значит, что выброс про- изойдёт, если нет такого решения, то трещина лишь разбухнет, но разрыва не произойдёт. На диаграмме, построенной в переменных v − скорость подвигания забоя и f fV D l≡ − скорость фильтрации газа, указаны опасный и безопасный по вы- бросу секторы согласно полученному критерию (5) (рис. 2). ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 216 Материальные параметры, входящие в это неравенство, опре- деляются лабораторными и натур- ными экспериментами, проведён- ными в том числе ИФГП НАН Украины. Таким образом, на основе со- поставления кинетики двух физиче- ских процессов, одновременно про- исходящих при разработке газо- угольных месторождений − раз- грузки угольного пласта от горного давления и фильтрации метана через уголь − установлены условия и параметры развязывания спонтанного разрушения при- забойного участка газонасыщенного угольного пласта, сопровождаемого внезап- ным выбросом угля, породы и газа. Установленный критерий даёт возможность выбрать экономически целесообразную и, вместе с тем, безопасную по выбросу скорость отработки пласта с учётом его физико-химических и геотехнологиче- ских характеристик. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Шевелев, Г. А. Динамика выбросов угля, породы и газа / Г.А. Шевелев. – К: Наукова думка, 1989. 2. Zhi, S. The role of gas desorption on gas outbursts in un-derground mining of coal / S. Zhi, D. Elsworth // Geomech. Geophys. Geo-energ. Geo-resour. 2016. V. 2. P. 151-171. 3. Фельдман, Э.П. Роль разгрузки и фильтрации газа в процессе развития магистральных трещин в угольном пласте / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, Т.Н. Мельник // Прикладная механика и техническая физика. – Новосибирск. – 2017. – Т. 58(1), – С. 155-164. 4. Фельдман, Э.П. Эволюция трещин в краевой части угольного пласта при его стационарной отработке / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, О.В. Чеснокова // Min. miner. depos. 11(2): 41-45. https://doi.org/10.15407/mining11.02.041 5. Фельдман, Э.П. Изменение давления газа в окрестности магистральной трещины при равномерном движении забоя / Э.П. Фельдман, Н.А. Калугина, О.В. Чеснокова // Физико-технические проблемы горного производства. – Вып 19. REFERENCES 1. Shevelev, G.A. (1989), Dinamika vybrosov uglya, porody i gaza [The dynamics of coal, rock and gas emissions], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine. 2. Zhi, S. and Elsworth, D. (2016), The role of gas desorption on gas outbursts in un-derground mining of coal, Geomech. Geophys. Geo-energ. Geo-resour., V. 2, p. 151-171. 3. Feldman, E.P., Kalugina, N.A. and Melnik, T.N. (2017), Rol razgruzki i filtratsii gaza v protsesse razvitiya magistralnyih treschin v ugolnom plaste [The role of gas unloading and filtration in the process of development of main cracks in a coal seam], Applied mechanics and technical physics, V. 58(1), p. 155-164. 4. Feldman, E.P., Kalugina, N.A. and Chesnokova, O.V. (2017), Evolyutsiya treschin v kraevoy chasti ugolnogo plasta pri ego statsionarnoy otrabotke. Min. miner. depos., 11(2): 41-45, https://doi.org/10.15407/mining11.02.041. 5. Feldman, E.P., Kalugina, N.A. and Chesnokova, O.V. (2017), Change in gas pressure in the vicinity of the main crack with uniform movement of the face, Physical and technical problems of mountain production, V. 19. Об авторах Фельдман Эдуард Петрович, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела физики угля и горных пород Института физики горных процессов Национальной академии наук Украины (ИФГП НАН Украины), Днепр, Украина, feldman40@ukr.net Калугина Надежда Александровна, доктор технических наук, старший научный сотрудник, учёный секретарь Инсти- тута физики горных процессов Национальной академии наук Украины (ИФГП НАН Украины), Днепр, Украина, kalugina_n_a@ukr.net Чеснокова Оксана Витальевна, научный сотрудник отдела физики угля и горных пород Института физики горных процессов Национальной академии наук Украины (ИФГП НАН Украины), Днепр, Украина, chesnokova0507@gmail.com Рисунок 2 − Диаграмма схематического отображения критерия (5) https://doi.org/10.15407/mining11.02.041 https://doi.org/10.15407/mining11.02.041 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2018. № 138 217 About the authors Feldman Eduard Petrovich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, State Scientific Worker, Department of Physics of Coal and Rock, Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine, feldman40@ukr.net Kalugina Nadiia Oleksandrivna, Doctor of Engineering Sciences, Senior Researcher, Scientific Secretary of the Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine, kalugi-na_n_a@ukr.net Chesnokova Oksana Vitalievna, Scientific employee, Department of Physics of Coal and Rock, Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine, chesnokova0507@gmail.com Анотація. На основі співставлення кінетики двох фізичних процесів, що одночасно відбуваються при розробці пластів газовугільних родовищ – розвантаження вугільного пласта від гірського тиску і фільтрації метану крізь ву- гілля встановлений критерій розв’язування спонтанного руйнування привибійної ділянки газонасиченого вугільного пласта при стаціонарному посуванні вибою. При посуванні вибою напруги, що стискують тріщини, що містяться у вугільному пласті, поступово зменшуються (розвантаження пласта), що сприяє розвитку тріщин. Одночасно відбу- вається скидання тиску газу в порожнинах тріщин за рахунок його фільтрації у вироблений простір, що призупиняє розвиток тріщин. Тому результат еволюції тріщин залежить від того, який з цих двох конкуруючих процесів йде швидше. Використовуючи ідею «середнього» поля (mean field approximation), замість системи тріщин розгляда- ється одна, магістральна тріщина, яка діє на параметри навколишнього «термостата». Знайдене співвідношення включає в себе, як необхідну умову, виконання критерію Грифітса розриву матеріла газонаповненою тріщиною. Критерій дозволяє встановити роль фізичних параметрів вугільного пласта - гірського тиску, газового тиску, пруж- них модулів, тріщинуватості, сил зчеплення матеріалу, фільтрації метану у вугіллі і технологічних параметрів відп- рацювання для безпечних за викидами умов розробки вугільного родовища. Побудована діаграма залежності шви- дкості посування вибою від швидкості фільтрації газу, на якій вказані небезпечний і безпечний по викиду сектори. Діаграма дозволяє вибрати економічно доцільну, і разом з тим безпечну швидкість відпрацювання пласта з ураху- ванням його фізико-хімічних властивостей і геотехнологічних умов відпрацювання. Матеріальні параметри, що вхо- дять в отриману нерівність, визначаються лабораторними і натурними експериментами, в тому числі і такими, що проведені в ІФГП НАН України. Ключові слова: тріщина, вугільний пласт, газ, фiльтрацiя, викид, тиск, розвантаження. Abstract. On the basis of comparison of kinetics of two physical processes occurring simultaneously during devel- opment of gas-coal deposits – coal seam discharge from rock pressure and methane filtration in coal - a criterion was established for unleashing spontaneous destruction of bottom-hole section in the gas-saturated coal bed during stationary face driving. During the face drivage, stresses, which compress cracks in the coal seam, gradually decrease (unloading of the seam) and, hence, contribute to further development of cracks. Simultaneously, gas pressure in the cavities of the cracks is released due to the gas escaping into the goaf, and development of the cracks stops. Therefore, result of the crack development depends on one of these two competing processes, which will develop faster. By using an idea of the «mean field approximation», it is possible to consider only one crack - main crack, which effects on parameters of the surrounding «thermostat» - instead of the system of cracks. The ratio found assumes, as necessary condition, usage of the Griffith criterion for material rupture by the gas-saturated crack. The criterion makes it possible to understand role of the coal seam physical parameters - rock pressure, gas pressure, elastic moduli, fracturing, adhesive forces of material, methane filtration in coal, and technological parameters of mining operations - in order to provide safety-by-gas-outburst conditions for coal deposit development. A diagram of dependence between the face driving rate and gas filtration rate was constructed, which indicates hazardous and safety by gas outbursts sectors. The diagram allows to choose economically expedient, and, at the same time, safety rate of mining the coal seam with taking into account its physical and chemical properties and geotechnological working conditions. Parameters of material in the resulted equation were determined by laboratory and field experiments, including those carried out at the Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine. Keywords: main crack, coal bed, gas, filtration, pressure, discharge. Статья поступила в редакцию 30.01.2018 Рекомендовано к печати д-ром техн. наук С.П. Минеевым sb138.pdf УДК 678.4:539.3 Некоторые проблемы расчета и экспериментальных исследований эластомерных блоков для вибросейсмозащиты зданий и сооружений 1Булат А.Ф., 2Кобец А.С., 1Дырда В.И., 1Лисица Н.И., 3Козуб Ю.Г., 4Гребенюк С.Н., 5Немченко В.В. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Днепровский аграрно-экономический университет, 3Луганский национальный университет им. Тараса Шевченко, 4Запорожский национальный университет, 5ООО «Монодит» Деякі проблеми розрахунку та експериментальних досліджень еластомерних блоків для вібросейсмозахисту будівель і споруд 1Булат А.Ф., 2Кобець А.С., 1Дирда В.І., 1Лисиця М.І., 3Козуб Ю.Г., 4Гребенюк С.М., 5Нємченко В.В. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Діпровський аграрно-економічний університет, 3Луганський національний університет ім. Тараса Шевченка, 4Запорізький національний університет, 5ВАТ «Монодит» Some problems of calculation and experimental studies of elastomeric blocks for vibroseismic protection of buildings and structures 1Bulat A.F., 2Kobets A.S., 1Dyrda V.I., 1Lisitsa N.I., 3Kozub Yu.G., 4Grebenyuk S.N., 5Nemchenko V.V. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine, 2Dnipro State Agrarian and Economic University, 3Luhansk Taras Shevchenko National University, 4Zaporizhzhya National University, 5“Monodit” LLC Список литературы References Об авторах About the authors УДК 621.002.5-752 Разработка и создание вибрационной техники с применением эластомеров для добычи, переработки и обогащения минерального сырья 1Булат А.Ф., 1Дырда В.И., 2Пухальский В.Н., 1Лисица Н.И. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Государственное предприятие «ВостГОК» Розробка та створення вібраційної техніки з використанням еластомерів для видобутку, переробки і збагачення мінеральної сировини 1Булат А.Ф., 1Дирда В.І., 2Пухальський В.Н., 1Лисиця М.І. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Державне підприємство «СхідГЗК» Designing and creation of vibratory equipment with elastomers for mineral mining, processing and dressing 1Bulat A.F., 1Dyrda V.I., 2Puhalskiy V.N., 1Lisitsa N.I. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine, 2Western Mining and Processing Plant 1 Актуальность работы 2 Сущность исследований и их новизна 3 Практическая значимость работы 4 Внедрение результатов работы в промышленность Разработка и внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий для добычи, переработки и обогащения минерального сырья Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.012.2.013.3 (477) Обоснование целесообразности ускоренного развития государственных шахт Украины 1Булат А.Ф., 1Шейко А.В., 1Софийский К.К., 1Бунько Т.В. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Обґрунтування доцільності прискореного розвитку державних шахт України 1Булат А.Ф., 1Шейко А.В., 1Софійський К.К., 1Бунько Т.В. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Grounds for more rapid development of Ukrainian state mines 1Bulat A.F., 1Sheiko A.V., 1Sofiyskiy K.K., 1Bunko T.V. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Выводы Список литературы References Про авторів About the authors УДК 622.267.5 Некоторые вопросы безвзывного проведения выработок по выбросоопасным породам 1Минеев С.П. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Деякі питання безвибухового проведення виробок по викидонебезпечних породах 1Мінєєв С.П. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Some issues on blast-free mining of prone-to-outburst rocks 1Mineev S.P. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine 1. Основные положения концепции развития и затухания выбросов породы и газа 2. Концепция управляемого высвобождения энергии горного массива 3. Проведение стволов проходческими комбайнами 4. Безвзрывное проведение горизонтальных выработок 5. Безвзрывное проведение тоннелей по выбросоопасным породам 7. Физические основы связи параметров акустического сигнала с состоянием породного массива 8 Акустический способ контроля выбросоопасности породного массива при комбайновом проведении выработок Список литературы References Об авторах About the authors УДК 533.6.011: 533.583.2 Некоторые закономерности перемещения метана по фракталам угольного вещества 1Васильковский В.А., 2Минеев С.П. 1Институт физики горных процессов НАН Украины, 2Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Деякі закономірності переміщення метану по фракталам вугільної речовини 1Васильковський В.О., 2Мінєєв С.П. 1Інститут фізики гірничих процесів НАН України, 2Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Some regularities of methane drifting in fractals of coal matter 1Vasilkovsky V.A., 2Mineev S.P. 1Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Метод анализа кинетики десорбции и выбор интерполяционной функции Экспериментальная часть Обсуждение экспериментальных результатов Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.267.5 Формирование разгруженной зоны в забое горной выработки в зависимости от скорости ее подвигания 1Круковская В.В. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Формування розвантаженої зони у вибої гірничої виробки залежно від швидкості її посування 1Круковська В.В. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Formation of unloaded zone in the mine face depending on the face advancing rate 1Krukovska V.V. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Список літератури References Про авторів About the authors УДК 622.817 (571.17) Вопросы предупреждения аварий, связанных со взрывами метана в угольных шахтах 1Минеев С.П. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Питання попередження аварій, пов’язаних з вибухами метану у вугільних шахтах 1Мінєєв С.П. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України On the issue of prevention of accidents caused by methane explosions in coal mines 1Mineev S.P. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Список литературы References Об авторе About the author УДК 622.812.2:622.817 О взрыве метана на шахте «Новодонецкая» 1Минеев С.П. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Про вибух метану на шахті «Новодонецька» 1Мінєєв С.П. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України About the methane explosion in the Novodonetskaya mine 1Mineev S.P. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Выводы Список лиитературы References Об авторах About the authors УДК 678.4.06:621.81 Некоторые особенности экспериментальных исследований резиновых футеровок тяжёлых машин в экстремальных условиях 1Дырда В.И., 1Лисица Н.И., 1Калганков Е.В., 1Цаниди И.Н., 1Черний А.А., 1Агальцов Г.Н. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Деякі особливості експериментальних досліджень гумових футерівок важких машин в екстремальних умовах 1Дирда В.І., 1Лисиця М.І., 1Калганков Є.В., 1Цаніді І.М., 1Черній О.А., 1Агальцов Г.М. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Some peculiarities of experimental studies of rubber lining in heavy-duty machines 1Dyrda V.I., 1Lisitsa N.I., 1Kalgankov Ye.V., 1Tsanidy I.N., 1Cherniy A.А., 1Agaltsov G.N. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine 1. Экспериментальные исследования теплового излучения в резиновых футеровках при абразивном износе и ударных нагрузках 2. Экспериментальные исследования резиновой футеровки в условиях воздействия агрессивных сред 3. Экспериментальные исследования резин с добавками фуллерена С60 4. Экспериментальные исследования эффектов старения резиновых футеровок при их длительной эксплуатации 5. Экспериментальные исследования износостойкости резин Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.73:621,926.002.75 Особливості розрахунків гумометалевих елементів з урахуванням ефекту об’ємного стиску 1Дирда В.І., 1Калганков Є.В., 1Цаніді І.М., 1Черній О.А., 2Толстенко О.В., 2Деркач О.Д., 2Кабат О.С. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Дніпровський державний аграрно-економічний університет Особенности расчётов резинометаллических элементов с учётом эффекта объёмного сжатия 1Дырда В.И., 1Калганков Е.В., 1Цаниди И.Н., 1Черний А.А., 2Толстенко А.В., 2Деркач О.Д., 2Кабат О.С. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Днепровский аграрно-экономический университет Specificity of rubber-metal elements calculation with taking into account effect of bulk compression 1Dyrda V.I., 1Kalgankov Ye.V., 1Tsanidy I.N., 1Cherniy A.А., 2Tolstenko A.V., 2Derkach O.D., 2Kabat O.S. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine, 2Dnipro State Agrarian and Economic University Список літератури References Про авторів About the authors УДК 678.4:539.3 Резиновые элементы для защиты машин от вибрации и производственного шума 1Лисица Н.И., 1Твердохлеб Т.Е., 1Заболотная Е.Ю., 2Лисица Н.Н., 3Толстенко А.В. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Днипровский национальный университет им. О. Гончара, Днипровский аграрно-экономический университет Гумові елементи для захисту машин від вібрації і виробничого шуму 1Лисиця М.І., 1Твердохліб Т.О., 1Заболотна О.Ю., 2Лисиця Н.М., 3Толстенко О.В. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Дніпровський національний університет ім. О. Гончара, 3Діпровський аграрно-економічний університет Rubber elements for protecting machines against vibration and in-plant noise 1Lisitsa N.I., 1Tverdokhleb T.Ye., 1Zabolotnaya E.Yu., 2Lisitsa N.N., 3Tolstenko A.V. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine, 2Oles Honchar Dnipro National University, 3Dnipro State Agrarian and Economic University 1. Виброизоляция вентиляторов во взрывозащищённом исполнении 2. Виброизоляция вибрационных грохотов Выводы Список литературы References Об авторах About the authors УДК 678.4.06 Охрана труда в контексте защиты тяжелых машин и сооружений от промышленных вибраций 1Дырда В.И., 1Агальцов Г.Н., 2Толстенко А.В., 3Лисица Н.Н., 1Новикова А.В. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Днипровский государственный аграрно-экономический университет, 3Днипровский национальный университет им. О. Гончара Охорона праці в контексті захисту важких машин і споруд від промислових вібрацій 1Дирда В.І., 1Агальцов Г.М., 2Толстенко О.В., 3Лисиця Н.М., 1Новікова А.В. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Дніпровський державний аграрно-економічний університет, 3Дніпровський національний університет ім. О. Гончара Labor protection in the context of isolation of heavy machinery and structures from industrial vibration 1Dyrda V.I., 1Agaltsov G.N., 2Tolstenko A.V., 3Lisitsa N.N., 1Novikova A.V. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine, 2Dnipro State Agrarian and Economic University, 3Oles Honchar Dnipro National University Введение Защита тяжёлых машин и операторов от вибрации и шума Вынужденные колебания тяжёлых машин с системой виброизоляции Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.724; 622.76 К вопросу о техногенной повреждаемости алмазов 1Монастырский В.Ф. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины До питання про техногенну ушкодженність алмазів 1Монастирський В.Ф. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України On the issue of man-caused damageability of diamond 1Monastyrsky V.F. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Список литературы References Об авторах About the authors УДК 539.3 Напружено-деформований стан гумових та гумовокордних віброізоляторів в умовах температурного та нелінійного деформування 1Клименко М.І., 1Гребенюк С.М., 1Богуславська А.М., 1Гаценко А.В. 1Запорізький національний університет Напряженно-деформированное состояние резиновых и резинокордных виброизоляторов в условиях температурного и нелинейного деформирования 1Клименко М.И., 1Гребенюк С.Н., 1Богуславская А.М., 1Гаценко А.В. 1Запорожский национальный университет Stress-strained state of rubber and rubber-cord vibroinsulators under condition of temperature and nonlinear deformation 1Klymenko M.I., 1Grebenyuk S.M., 1Boguslavska A.M., 1Hatsenko A.V. 1Zaporizhzhya National University Список литературы References Про авторів About the authors УДК 539.3 Динамика вибрационных машин с учётом развивающейся в упругих звеньях повреждённости 1Кобец А.С., 2Дырда В.И., 1Сокол С.П., 2Черний А.А., 1Овчаренко Ю.Н. 1Днепровский аграрно-экономический университет, 2Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Динаміка вібраційних машин з урахуванням пошкодженості що розвивається в пружних ланках 1Кобець А.С., 2Дирда В.І., 1Сокол С.П., 2Черній О.А., 1Овчаренко Ю.М. 1Діпровський аграрно-економічний університет, 2Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Studying of vibration machine dynamics with taking into account damages in the elastic linkages 1Kobets A.S., 2Dyrda V.I., 1Sokol S.P., 2Cherniy A.A., 1Ovcharenko Yu.N. 1Dnipro State Agrarian and Economic University, 2Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.831: 622.537.86 Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя 1Фельдман Э.П., 1Калугина Н.А., 1Чеснокова О.В. 1Институт физики горных процессов НАН Украины Вплив фільтрації газу на еволюцію магістральної тріщини при стаціонарному посуванні вибою 1Фельдман Е.П., 1Калугіна Н.О., 1Чеснокова О.В. 1Інститут фізики гірничих процесів НАН України Influence of gas filtration on main crack development during stationary face drivage 1Feldman E.P., 1Kalugina N.O., 1Chesnokova O.V. 1Institute for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine Список литературы References Об авторах About the authors УДК 622.647.2 Математична модель кручення лінійної ділянки трубчастого конвеєра 1Кірія Р.В., 1Ларіонов Г.І., 1Ларіонов М.Г. 1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Математическая модель кручения линейной части трубчатого конвейера 1Кирия Р.В., 1Ларионов Г.И., 1Ларионов Н.Г. 1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Mathematic model of the belt linear sector twisting in tubular conveyor 1Kiriya R.V., 1Larionov G.I., 1Larionov M.G. 1Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Список литературы REFERENCES Про авторів About the authors УДК 539.3 Фрактальный подход к механике разрушения твердых тел 1Щелокова М.А., 2Слободян С.Б., 3Дырда В.И. 1Запорожский национальный технический университет, 2Подольский государственный аграрно-технический университет, 3Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины Фрактальний підхід до механіки руйнування твердих тіл 1Щолокова М.О., 2Слободян С.Б., 3Дирда В.І. 1Запорізький національний технічний університет, 2Подільський державний аграрно-технічний університет, 3Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України Fractal approach to solid fracture mechanics 1Schelokova M.A., 2Slobodian S.B., 3Dyrda V.I. 1Zaporozhye National Technical University, 2State Agrarian and Engineering University in Podilya, 3Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Polyakov of National Academy of Science of Ukraine Основные представления о механизмах разрушения твёрдых тел Общая схема фрактального подхода Обобщённая фрактальная модель реальной трещины в твёрдом теле Фрактальная модель реальной трещины Влияние показателя фрактальной размерности трещины на величину коэффициента интенсивности напряжений Построение оценки «длины» шероховатого контура Приложение теории интегро-дифференциального исчисления дробного порядка к математическому описанию синергетической модели фрактальной трещины Сравнительный анализ разработанного фрактального подхода Фрактальное обобщение энергетической концепции разрушения твёрдых тел Список литературы References Об авторах About the authors UDC 631.3-1/-9 Upgrading of machines for surface tillage (for cultivators) 1Derkach O.D., 1Makarenko D.O., 1Litvintseva Yu.O., 1Derkach V.D. 1Dnipro State Agrarian and Economic University Підвищення технічного рівня машин для поверхневої обробки грунту (на прикладі культиваторів) 1Деркач О.Д., 1Макаренко Д.О., 1Литвинцева Ю.О., 1Деркач В.Д. 1Дніпровський державний аграрно-економічний університет Повышение технического уровня машин для поверхностной обработки почвы (на примере культиваторов) 1Деркач А.Д., 1Макаренко Д.А., 1Литвинцева Ю.О., 1Деркач В.Д. 1Днепровский государственный аграрно-экономический университет 1. Introduction. Literature Review. 2. Materials andMethods Methot of research of relativeabrasive stability of materials Methods of determination of tribotechnical characteristics and properties of elements of movable connections. Thermal treatment method for protection against environmental impact. 3. Results and Discussion 4. Conclusion Список литературы References Про авторів About the authors

Влияние фильтрации газа на эволюцию магистральной трещины при стационарном подвигании забоя

Institution

Ähnliche Einträge