01356373 Дар Академперіодики

Бібліографія: сторінки 314-330

ВСТУП.....3
РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ПРОБЛЕМИ В ДОСЛІДЖЕННЯХ ГАЗОДИНАМІЧНИХ ЯВИЩ....5
1.1. Основні напрями досліджень проблеми газодинамічних явиш у вугільних шахтах.....6
1.2. Результати досліджень твердої та газоподібної складових викидонебезпечних вугільних пластів....9
1.3. Результати досліджень взаємодії твердої та газоподібної складових системи «вугілля — газ»....18
1.4. Аналіз результатів досліджень об’ємів газовиділення під час саморуйнування викидонебезпечних вугільних пластів.....23
1.5. Загальні відомості про розвиток способів гідравлічного впливу на викидонебез-печні вугільні пласти.....28
РОЗДІЛ 2. СИСТЕМА «ВУГІЛЛЯ - ГАЗ» - ТВЕРДЕ ВУГЛЕГАЗОВЕ СЕРЕДОВИЩЕ, СФОРМОВАНЕ ГЕНЕЗИСОМ ВИКОПНОЇ ОРГАНІКИ......36
2.1. Гіпотеза структуроутворення вуглегазового середовища викидонебезпечних вугільних пластів......36
2.1.1. Роль поверхневих фізико-хімічних процесів в утворенні вуглеводневих з’єднань.....36
2.1.2. Елементний рівень організації макромолекули вугільної речовини та генерації метану.....40
2.1.3. Вуглець у метані та макромолекулі вугільної речовини.....45
2.2. Відповідність гіпотези формування вуглегазового середовища умовам його залягання та стану в геологічній товщі.....47
2.3. Вплив техногенних факторів на трансформаційні процеси в системі «вугілля—газ».....49
2.4. Закономірності прояву та розвитку процесів трансформації в геологічній товщі гірських порід.....55
РОЗДІЛ З. ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ КАВІТАЦІЙНОГО ПОТОКУ РІДИНИ ТА ЇХНІЙ АНАЛІЗ.....61
3.1. Ефекти і механічний вплив гідродинамічної кавітації.....62
3.2. Результати експериментального дослідження періодично-зривного кавітаційного потоку рідини.....64
3.2.1. Дослідження кавітаційних автоколивань у разі обтікання високошвидкісним потоком гідравлічних опорів.....65
3.2.2. Кавітаційні автоколивання в гідравлічній системі з трубкою Вентурі.....66
3.2.3. Результати експериментального визначення гідродинамічних параметрів автоколивань, реалізованих кавітаційними генераторами.....70
3.3. Аналіз математичних методів опису періодично-зривного кавітаційного потоку, реалізованого генератором.....73
3.3.1. Лінійна математична модель.....74
3.3.2. Уточнена лінійна математична модель.....78
3.3.3. Математичне моделювання автоколивань у гідросистемі з генератором методом скінченних елементів.....80
3.4. Визначення частот кавітаційних автоколивань тиску рідини, реалізованих генератором.....88
3.4.1. Теоретичне визначення частот кавітаційних автоколивань.....89
3.4.2. Розрахунково-експериментальний метод визначення частот кавітаційних автоколивань.....91
3.5. Оцінка гідравлічної потужності генератора.....94
3.6. Спрощений спосіб розрахунку максимальних розмахів автоколивань, реалізованих генератором.....100
РОЗДІЛ 4. ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРИСТРОЮ ТА СПОСОБУ ГІДРОІМПУЛЬСНОГО РОЗПУШУВАННЯ ВИКИДНОБЕЗПЕЧНИХ ВУГІЛЬНИХ ПЛАСТІВ.....105
4.1. Результати досліджень занурювального кавітаційного генератора імпульсів тиску.....105
4.2. Умови та вихідні дані для розроблення способу гідроімпульсного розпушування викидонебезпечних вугільних пластів.....111
4.2.1. Фактори ініціювання руйнування викидонебезпечного вугільного пласта в його привибійній частині.....111
4.2.2. Вихідні дані до розроблення пристрою та способу гідроімпульсного розпушування викидонебезпечних вугільних пластів.....116
4.3. Пристрій гідроімпульсного розпушування викидонебезпечних вугільних пластів.....120
РОЗДІЛ 5. МЕТОДОЛОГІЯ ДОСЛІДЖЕНЬ ПАРАМЕТРІВ ІМПУЛЬСНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ВИКИДОНЕБЕЗПЕЧНИХ ВУГІЛЬНИХ ПЛАСТІВ ПІД ЧАС
ЇХ ГІДРОРОЗПУШУВАННЯ.....123
5.1. Умови та модель розрахунку тиску нагнітання рідини за гідроімпульсної дії на викидонебезпечні вугільні пласти.....124
5.2. Теоретичне обгрунтування параметрів імпульсного навантаження вугільних пластів під час їх гідророзпушування.....128
5.3. Обґрунтування параметрів динамічного навантаження викидонебезпечних вугільних пластів за глибиною їх залягання.....133
5.4. Експериментальні дослідження коефіцієнтів та кутів тертя викидонебезпечного вугілля.....136
5.4.1. Методичне та технічне забезпечення експериментальних досліджень.....136
5.4.2. Дослідження кутів зовнішнього та внутрішнього тертя вугілля викидонебезпечних пластів i1 3 та kh2 ПАТ «Краснодонвугілля».....140
5.5. Метод інженерного розрахунку динамічних параметрів пристрою гідроімпульсної дії.....143
5.5.1. Обгрунтування динамічних параметрів генератора ГК.-2.5 за тиском підпору рідини у свердловині.....143
5.5.2. Обґрунтування режимних параметрів імпульсного нагнітання рідини для граничних значень динамічного навантаження.....147
5.5.3. Теоретичні дослідження розподілу напружень навколо свердловини під час передачі імпульсів тиску вугільному пласту.....150
5.6. Основні результати теоретичного обґрунтування параметрів гідроімпульсної дії на викидонебезпечні вугільні пласти.....162
РОЗДІЛ 6. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРИСТРОЮ ГІДРОІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ НА МОДЕЛІ ФІЛЬТРАЦІЙНОЇ ЧАСТИНИ СВЕРДЛОВИНИ.....165
6.1. Структурна схема стенда та імітатора фільтраційної частини свердловини, методика експериментальних досліджень.....165
6.2. Результати експериментальних досліджень динамічних параметрів ГК-2.5 за його автономних випробувань.....171
6.3. Експериментальні дослідження динамічних параметрів ГК-2.5 за його випробувань в імітаторі свердловини.....175
6.4. Результати досліджень пристрою гідроімпульсної дії на гідравлічному стенді.....178
РОЗДІЛ 7. ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗВИТКУ ПЕРІОДИЧНО-ЗРИВНОЇ КАВІТАЦІЇ ПІД ЧАС МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ГІДРОІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ.....186
7.1. Формування баз даних для дослідження та встановлення раціональних параметрів пристрою з ГК-2.5.....187
7.1.1. Результати досліджень ГК-2.5 з lкр= 6,0 мм та змінними параметрами дифузора.....187
7.1.2. Результати досліджень ГК-2.5 з постійним кутом розкриття дифузора β = 20° та змінною довжиною критичного перерізу.....197
7.2. Результати моделювання процесу гідроімпульсної дії на викидонебезпечні вугільні пласти.....202
7.2.1. Результати моделювання імпульсного нагнітання рідини на глибинах до 700 м за тиску на вході ГК-2.5 від 5 до 15 МПа.....203
7.2.2. Результати моделювання імпульсного нагнітання рідини для глибин від 700 до 1300 м за тиску на вході ГК-2.5 від 15 до 23 МПа.....205
7.3. Закономірності розвитку параметрів гідроімпульсної дії за режимів нагнітання рідини до 15 МПа.....207
7.3.1. Закономірності розвитку розмаху автоколивань тиску рідини за тиску нагнітання від 5 до 15 МПа.....207
7.3.2. Закономірності розвитку частоти автоколивань тиску рідини за тиску нагнітання від 5 до 15 МПа.....211
7.4. Закономірності розвитку параметрів гідроімпульсної дії за режимів нагнітання рідини понад 15 МПа.....215
7.4.1. Закономірності розвитку розмаху автоколивань тиску рідини за тиску нагнітання понад 15 МПа.....215
7.4.2. Закономірності розвитку частоти автоколивань тиску рідини за режимів нагнітання понад 15 МПа.....218
РОЗДІЛ 8. МЕТОДИ КОНТРОЛЮ ТА ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ ГІДРОІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ НА ВИКИДОНЕБЕЗПЕЧНІ ВУГІЛЬНІ ПЛАСТИ.....223
8.1. Умови проведення гірничо-експериментальних робіт.....223
8.2. Результати гірничо-експериментальної перевірки технічних засобів імпульсного нагнітання рідини.....228
8.3. Результати досліджень параметрів гідроімпульсної діїв умовах СП «Шахтоуправління «Суходільське-Східне» ПАТ« Краснодон вугілля».....231
8.3.1. Результати досліджень параметрів гідророзпушування пласта і1 3 у вибої 24 Східного конвеєрного штреку гор. 915 м.....232
8.3.2. Результати досліджень параметрів гідророзпушування пласта і1 3 у вибої 25 Східного вентиляційного штреку гор. 915 м.....236
8.4. Контроль та оцінка ефективності гідроімпульсної дії за результатами контролю системою АПСС-1......240
8.5. Контроль параметрів процесу імпульсного нагнітання рідини та оцінка ефективності способу в умовах СП «Шахтоуправління «Молодогвардійське» ПАТ «Краснодонвугілля».....247
8.5.1. Результати досліджень газодинамічного стану пластів kh2 та i1 3 у вибоях підготовчих виробок.....248
8.5.2. Результати досліджень параметрів гідророзпушування вугільного пласта kh2 гор. 617 м у вибоях підготовчих виробок.....253
8.5.3. Контроль процесу імпульсного нагнітання за тиском підпору рідини у свердловині.....256
8.5.4. Контроль та оцінка ефективності гідроімпульсної дії за вологістю вугілля навколо свердловини.....262
8.6. Контроль та оцінка ефективності гідроімпульсного розпушування звукоуловлювальною апаратурою ЗУА-98.....264
8.6.1. Завдання моніторингу гідроімпульсної дії на вугільні пласти апаратурою ЗУА-98.....65
8.6.2. Контроль гідроімпульсної дії апаратурою ЗУА-98 та оцінка безпеки ведення гірничих робіт.....266
8.7. Результати контролю та оцінки ефективності гідроімпульсної дії за газодинамічним станом вугільного пласта.....270
8.8. Середньостатистичні дані гірничо-експериментальних робіт та результати досліджень.....276
РОЗДІЛ 9. ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ГІДРОРОЗПУШУВАННЯ ВУГІЛЬНОГО ПЛАСТА З УРАХУВАННЯМ ЙОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ.....280
9.1. Математична модель зв’язаних процесів, що відбуваються під час нагнітання води в газоносний вугільний пласт.....280
9.2. Постановка задачі моделювання процесу гідророзпушування вугільного пласта.....285
9.3. Верифікація математичної моделі нагнітання рідини у вугільний пласт.....288
9.4. Зіставлення параметрів зв’язаних процесів деформування вугільного пласта та двофазної фільтрації рідини та газу за різних режимів нагнітання води у вугільний пласт.....289
9.4.1. Результати чисельного моделювання гідроімпульсної дії на викидонебезпечні вугільні пласти.....289
9.4.2. Результати чисельного моделювання гідророзпушування в статичному режимі нагнітання.....290
9.4.3. Зіставлення результатів гідророзпушування за різних режимів нагнітання води у вугільний пласт.....291
9.5. Розроблення способу чисельного дослідження стану газоносного вугільного пласта у вибої гірничої виробки під час гідророзпушування.....293
РОЗДІЛ 10. СПОСІБ ГІДРОІМПУЛЬСНОГО РОЗПУШУВАННЯ ВИКИДОНЕБЕЗПЕЧНИХ ВУГІЛЬНИХ ПЛАСТІВ ТА ЙОГО ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ.....296
10.1. Спосіб гідроімпульсного розпушування викидонебезпечних вугільних пластів.....296
10.2. Технологічні схеми та графіки організації робіт.....301
10.3. Оцінка техніко-економічної ефективності способу.....303
10.4. Перспектива розвитку способу.....308
ВИСНОВОК.....311
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....314
До розділу 1.....314
До розділу 2.....317
До розділу 3.....318
До розділу 4.....320
До розділу 5.....322
До розділу 6.....324
До розділу 7.....325
До розділу 8.....326
До розділу 9.....327
До розділу 10.....328

Монографія присвячена вирішенню проблем з дослідження газодинамічного фактора та способів гідравлічної дії на викидонебезпечні вугільні пласти. Викладено загальні відомості про проблеми у дослідженні газодинамічного фактора на вугільних шахтах та стану системи «вугілля — газ» у привибійній зоні викидонебезпечного пласта. Розглянуто фізико-технічні основи кавітаційного потоку рідини та методи розрахунку динамічних параметрів кавітаційних пристроїв. Наведено результати стендових випробувань кавітаційних генераторів, розроблених на основі кавітуючої трубки Вентурі спеціальної геометрії. Розглянуто закономірності розвитку режимних параметрів процесу гідроімпульсної дії. Проаналізовано результати дослідження міцності викидонебезпечного вугілля та обґрунтовано ефективність методології розрахунку параметрів його динамічного навантаження. Наведено результати дослідження способу гідроімпульсного розпушування викидонебезпечних вугільних пластів у промислових умовах та оцінку його техніко-економічної ефективності.
Для інженерно-технічних працівників вугільних шахт, фахівців з дослідження газодинамічних явищ та боротьби з ними, а також для аспірантів та студентів вищих навчальних закладів відповідних спеціальностей.