20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Об общности и различии горных ударов и внезапных выбросов угля и газа

21.05.2018
При разработке газообильных пластов горные удары перерастают во внезапные выбросы угля и газа и явления промежуточного типа. К этому выводу можно прийти в результате рассмотрения краевой части пласта угля, как находящейся в предельно напряженном состоянии, и сопоставления материалов по случаям горных ударов в Кизеловском и Кузнецком бассейнах с материалами по случаям внезапных выбросов угля и газа в Донецком бассейне.

В указанных работах, в частности, говорится: «При внезапном выбросе угля и газа происходит горный удар, но так как он сопровождается сильным измельчением угля (до тончайшей пыли на контактах угля с боковыми породами), то, следовательно, имеет место интенсивное газовыделение с выносом измельченного угля. Измельчение угля в значительной степени связано, по нашему мнению, с упругим ударом боковых пород, о котором говорилось выше».

Следует отметить, что Жарлье, утверждая, что измельчение угля горным давлением является непременным условием проявления внезапных выбросов угля и газа, связывал ряд случаев выбросов с горными ударами. Позднее о возможном влиянии горных ударов на усиление действия газа писал С.Г. Авершин. В.В. Ходот высказал мнение о том, что возможны переходные формы между выбросами угля и газа, высыпаниями и горными ударами.

С 1958 г. ВНИМИ начал специальные работы по выявлению общности и различий горных ударов и внезапных выбросов угля и газа с целью унификации и дальнейшего развития мер борьбы с этими явлениями. Начатые применительно к условиям Донбасса, эти работы были распространены затем на условия Кузбасса, Cyчанского и Воркутинского месторождений.

Исследования велись путем сбора и анализа материалов об ударах, выбросах и явлениях промежуточного типа, путем проведения натурных испытаний краевых частей угольного пласта в разных условиях с помощью давильной установки, изучения процесса хрупкого разрушения в очаге динамического явления, вызываемого внедрением бара машины, канатной пилы, коронки бурового снаряда.

He останавливаясь подробно на полученных результатах, что является предметом специального исследования, попытаемся сделать лишь некоторые предварительные выводы.

Ширина зоны, находящейся в предельно напряженном состоянии, при прочих равных условиях, больше на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, чем на пластах, опасных по горным ударам. Вследствие этого очаг хрупкого разрушения при горных ударах значительно ближе к кромке пласта, чем при внезапных выбросах угля и газа. Это и обуславливает разрыв по времени между началом хрупкого разрушения угля и выбросом угля и газа: для выброса угля из зовы В необходимо еще активное и достаточно высокое давление свободного газа. После выброса инертного нарушенного угля из зоны В процесс хрупкого разрушения получает возможность развиваться вглубь подобно тому, как это происходит при горных ударах.

Сравнительный анализ сейсмоакустических импульсов при горных ударах, внезапных выбросах угля и газа, выбросах породы позволяет выявить черты общности и различия хрупкого разрушения при этих явлениях.

Прежде всего, можно утверждать, что чем прочнее материал, в котором происходит динамическое явление, т. е. чем более высокие напряжения участвуют в разрушении, тем выше, преобладающая частота волновых пакетов и ниже их длительность.

Отличие состоит и в том, что высокое давление газа, проявляющееся при внезапных выбросах угля и газа, способствует развитию хрупкого разрушения пласта путем отрыва. Можно предполагать, что если при горном ударе разрушение происходит главным образом под действием касательных напряжений, то при внезапном выбросе угля и газа разрушение путем отрыва является преобладающим. Это способствует более глубокому проникновению полости разрушения при внезапном выбросе угля и газа, чем при горном ударе. Этим же, в известной мере, объясняется и то, что при внезапных выбросах угля и газа меньше преобладающая частота волновых пакетов (менее высокие напряжения участвуют в разрушении).

Второй причиной большего развития полости при выбросе является то, что участие кинетической энергии свободного газа приводит к более интенсивному и далекому выносу разрушенного угля и, следовательно, затрудняет создание подпора. Подпор же со стороны разрушенного угля является одной из главных причин прекращения как горного удара, так и внезапного выброса угля и газа. Это обстоятельство накладывает отпечаток и на общий характер развития выброса угля и газа.

Если горный удар чаще всего — одноцикличное явление, протекающее в течение 1—3 сек, то внезапный выброс может развиваться в несколько циклов. Многоцикличность внезапных выбросов видна по данным сейсмоакустических наблюдений, проведенных на шахтах Донбасса. Длительность выбросов достигает 10—30 сек.

Как может проявиться многоцикличность выброса?

В силу толчкообразного выдавливания краевой части пласта, о котором говорилось выше, происходит разрушение пласта в глубине массива. Оно вызовет быстрое нарастание давления свободного газа и приостановку дальнейшего хрупкого разрушения. После того как газ выполнит работу по выносу разрушенного материала и давление его снизится, вновь возникают условия для развития хрупкого разрушения угля. Чередование хрупкого разрушения, образование высокого давления газа и вынос угля создают условия для цикличного проявления внезапного выброса угля и газа.