Uzasadnienie wzorców wpływu czynników geomechanicznych na parametry ścinania formacji nadkładu węgla, wymagającej odgazowania, z dużymi prędkościami posuwu ścian postojowych w Zachodnim Donbasie

Abstract

W artykule rozważane są zagadnienia opracowania koncepcji mechanizmu wydobywania węgla ze złóż gazowych oraz dwóch składowych zaopatrzenia kraju w nośniki energii: wydobycie węgla i zagospodarowanie metanu z warstwy węglonośnej. Zagadnienia te są nierozerwalnie związane z eksploatacją złóż przodkami ścianowymi o dużych postępach. Badany jest rzeczywisty problem rozwiązania powyższych sprzeczności. Wzory wpływu czynników geomechanicznych na podstawie modelowania metodą elementów skończonych (MES) parametrów ścinania formacji nadkładkowych badane są pod kątem uzasadnienia schematów lokalizacyjnych dla otworów odgazowujących miejsca przy dużych prędkościach postępu przodków w Zachodnim Donbasie. Uzyskane wyniki eksperymentów obliczeniowych są porównywane z badaniami prowadzonymi przez specjalistów. Wnioski dotyczące stopnia oddziaływania czynników geomechanicznych i konieczności ich uwzględnienia są uzasadnione. Opracowano i uzasadniono trzy modele obliczeniowe pod względem kształtu i wielkości strefy obliczeniowej, tekstury górotworu, właściwości mechanicznych jego litotypu, warunków obciążenia na granicach modelu, charakterystyki związku naprężeń i odkształceń w elementy modelu oraz kryteria wyznaczania stanu granicznego. Wykazano istotny wpływ głębokości zalegania przodka oraz tekstury masy na parametry ścinania formacji nadkładu. Na podstawie danych z eksperymentów obliczeniowych otrzymano odpowiednie zależności i równania regresji. Przeprowadzone badania pozwalają na wybór odpowiednich schematów lokalizacji otworów odgazowujących.