|
В целом же системный подход к снижению риска и локализации последствий взрывов метана в угольных шахтах сводится к решению следующих научных и практических задач. ■ Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств моделирования воздухораспределения в выработках угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации. ■ Совершенствование технологии обследования шахтных вентиляционных систем (ШВС) и подготовки исходных данных для моделей ШВС. ■Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств для моделирования систем дегазации угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации шахты. ■Совершенствование технологии определения метаноемкости и природной метаноносности, а также коллекторских свойств угольных пластов и вмещающих пород. ■Обоснование моделей динамики метановыделения из различных источников, разработка алгоритмов и комплекса программных средств моделирования абсолютной метанообильности выработок высокопроизводительных угольных шахт. ■ Обоснование моделей динамики концентрации метана в горных выработках угольных шахг. ■Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств решения задач сетевой газовой динамики угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации угольных шахт. ■Совершенствование компьютерной технологии разработки, уточнения и реализации плана ликвидации аварии для метанообильных угольных шахт. ■Разработка и внедрение компьютерной технологии оценки риска взрыва метановоздушной смеси в угольных шахтах. ■ Разработка и внедрение технологии снижения последствий взрыва метановоздушной смеси в угольных шахтах. 27 |
Оценка надежности технологии защиты от взрывов МВС на угольных шахтах России Таблица 3.2 Оценка интенсивности отказов системы защиты, 1/год Оценка длительности работы угольной промышленности, сутки от щ М швов ЗС от поражающих факторов без взрывов ВМС без гибели людей В период 1985 1991 В период 19922007 В период 1985 -1991 В период 19922007 В период 1985 1991 В период 19922007 В период 1985 1991 В период 19922007 9,43 9,38 7,14 34,44 31,2 31,2 40,8 8,4 При этом система защиты от поражающих факторов ухудшилась в несколько раз. Снижение риска,и последствий взрывов метановоздушной смеси целесообразно осуществлять гсотсхнологичсскими методами. Наиболее реальные геотсхнологические подходы к решению этой проблемы показаны на рис. 3.3. В целом же системный подход к снижению риска и локализации последствий взрывов метана в угольных шахтах сводится к решению следующих научных и практических задач. ■ Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств моделирования воздухораспределеиия в выработках угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации. ■ Совершенствование технологии обследования шахтных вентиляционных систем (ШВС) и подготовки исходных данных для моделей ШВС. ■ Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств для моделирования систем дегазации угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации шахты. 73 Геотехнологические подходы к снижению риска и последствий взрывов метановоздушной смеси СНИЖЕНИЕ РИСКА И ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ МВС Технологические подходы Геотехнические подходы Эффективное проветривание Рациональные режимы горных выработок резания углей Рациональное управление Применение кровлей струговой выемки Дегазация Разработка Изменение физических новых технических параметров угольных пластов средств транспортирования и вмещающих пород угля Рис. 3.3. ■ Совершенствование технологии определения метаноемкости и природной метаноносности, а также коллекторских свойств уг ольных пластов и вмещающих пород. ■ Обоснование моделей динамики метановыделения из различных источников, разработка алгоритмов и комплекса программных средств моделирования абсолютной метанообильности выработок высокопроизводительных угольных шахт. ■ Обоснование моделей динамики концентрации метана в горных выработках угольных шахт. ■ Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств решения задач сетевой газовой динамики угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации угольных шахт. 74 ■ Совершенствование компьютерной технологии разработки, уточнения и реализации плана ликвидации аварии для метанообильных угольных шахт. ■ Разработка и внедрение компьютерной технологии оценки риска взрыва метановоздушной смеси в угольных шахтах. ■Разработка и внедрение технологии снижения последствий взрыва метановоздушной смеси в угольных шахтах. Если конкретизировать предполагаемые результаты, как в научной сфере, так и в практическом направлении, то необходимо уточнить закономерности газообмена на контакте поверхностей обнажения горного массива с рудничной атмосферой и выявить закономерности влияния газовых примесей с высоким сорбционным потенциалом на скорость метановыделения из угольных пластов и вмещающих пород. Для этого следует создать новые способы оценки метаноемкости и природной метаноносности угольных пластов и вмещающих пород, а также новые способы оценки газовой проницаемости, пористости и трещиноватости горного массива, и определения пластового давления метана. Необходимо разработать новый способ контроля воздухораспределения в горных выработках шахт и новые способы дегазации разрабатываемых угольных пластов, вмещающих горных пород и угольных пластов-спутников. Современное положение и перспективы освоения глубоких горизонтов Кузбасса требуют разработки автоматизированной системы аэрогазодинамического мониторинга горных выработок очистных и подготовительных участков и газодинамического мониторинга дегазационной сети шахты. Особое внимание следует уделить разработке и внедрению новых технических средств повышения герметичности дегазационных скважин и снижения притечек воздуха в шахтную дегазационную сеть. Практика показывает, что необходимо продолжить совершенствование технологий разработки и реализации плана ликвидации аварии с использованием средств моделирования состава шахтного воздуха в реальном масштабе времени. 75 |