|
4.3. Газовая проницаемость разрабатываемого угольного пласта Закономерности, определяющие значения газовой проницаемости разрабатываемого угольного пласта, очевидно, должны вытекать из теоретических формул. Эти формулы показывают, что газовая проницаемость пласта связана с его фильтрационной пористостью, которая изменяется под действием горного давления. Поэтому газовая проницаемость пласта будет зависеть от технологии выемочных работ и, прежде всего, от способа управления кровлей и его параметров. Так как наибольшее распространение получила выемка с полным обрушением пород кровли, то рассмотрены процессы изменения проницаемости именно для этих условий. В слоях пород непосредственной и основной кровли, подверженных воздействию горного давления над очистным забоем, уже при незначительном их сдвижении быстро возникают напряжения, превышающие предел упругости. Поэтому в этой области преобладают упругопластические деформации породных слоев, под которыми понимается упругий прогиб зависших слоев горных пород. Соотношения упругого изгиба и пластического перемещения породных слоев зависит от жесткости, склонности к хрупкому разрушению, имеющейся системы трещин, мощности пласта и глубины разработки. Из этого следует, что краевая часть угольного пласта должна испытывать деформации сжатия перпендикулярно напластованию и деформации растяжения в сторону поверхности обнажения. Деформации растяжения приведут к образованию дополнительной пористости, увеличивающей газовую проницаемость. Схема призабойной части угольного пласта представлена на рис. 4.3. Закономерности вертикальных деформаций свидетельствуют о том, что процесс деформирования призабойной части пласта удовлетворительно описывается реологической моделью вязкоупругого тела Кельвина (рис. 4.4). Дифференциальное уравнение этой реологической модели имеет 141 |
Отклонения расчетной проницаемости от фактического значения Таблица 4.4 № Уголь Относительное отклонение. % п/п и но по по по по порода н2 сн, воздуху N, СО. 1 ГОК -46,6 12,6 12,3 9,9 14,3 2 К -24,7 -3,6 -49,6 25,4 18,9 3 Песчаник -17,6 16,3 2,4 12,5 -8,7 4 Алевролит 7,1 -5,5 -36,8 -16,0 -м 4.4. Газовая проницаемость разрабатываемого угольного пласта Закономерности, определяющие значения газовой проницаемости разрабатываемого угольного пласта, очевидно, должны вытекать из теоретических формул (4.24) и (4.28). Эти формулы показывают, что газовая проницаемость пласта связана с его фильтрационной пористостью, которая изменяется под действием горного давления. Поэтому газовая проницаемость пласта будет зависеть от технологии выемочных работ и, прежде всего, от способа управления кровлей и его параметров. Так как наибольшее распространение получила выемка с полным обрушением пород кровли, то рассмотрены процессы изменения проницаемости именно для этих условий. В слоях пород непосредственной и основной кровли, подверженных воздействию горного давления над очистным забоем, уже при незначительном их сдвижении быстро возникают напряжения, превышающие предел упругости (рис. 4.4) и поэтому в этой области преобладают унругоиластичсские деформации породных слоев, под которыми понимается упругий прогиб консольно зависших слоев горных пород. Соотношения упругого изгиба и пластического перемещения породных слоев зависит от жесткости, склонности к хрупкому разрушению, имеющейся системы трещин, мощности пласта и глубины разработки. 135 Из этого следует, что краевая часть угольного пласта должна испытывать деформации сжатия перпендикулярно напластованию и деформации растяжения в сторону поверхности обнажения. Деформации растяжения приведут к образованию дополнительной пустотности, увеличивающей тазовую проницаемость. Схема призабойной части угольного пласта представлена на рис. 4.4. Закономерности вертикальных сдвижений свидетельствуют о том, что процесс деформирования призабойной части пласта удовлетворительно описывается реологической моделью вязкоупругого тела Кельвина (рис. 4.5). Дифференциальное уравнение этой реологической модели имеет вертикальная деформация призабойной части угольного пласта. Закономерность изменения напряжения сжатия во времени определена в следующем виде: 2>Д0+чА'1) пры > I -i n 2>Д nPu t>Lpv,l U=l (4.30) где Ht удельная сила тяжести и мощность /-го слоя пород кровли; иоч скорость подвигания очистного забоя; Ь0 ширина зоны отжима призабойной части угольного пласта; 1о0г шаг обрушения пород основной кровли. 136 |