До питання керування гірським тиском при свердловинній підземній газифікації вугілля

Abstract

Викладено результати встановлення напружено-деформованого стану гірського масиву, товщини двошарової штучно створеної оболонки та кроку обвалення порід для забезпечення керування гірським масивом в зоні виконання свердловинної підземної газифікації вугілля. Забезпечено необхідну стійкість контуру геореактора та необхідного простору для проходження газових сумішей. Запропоновано математичний механізм визначення теплообміну у породах при варіації складом дуттьової суміші та зміни її тиску. Проведення аналітичних досліджень ґрунтувалось на основі схеми теплообмінника, що найбільш точно характеризує розподіл температурного поля в зоні впливу геореактора. Формування штучних оболонок в зоні впливу підземних газогенераторів здійснювалося у два етапи через оболонку оплавлених порід, яка знаходиться безпосередньо над осередком газифікації, та створенням порід зі зміненими метаморфічними властивостями у глибині масиву. Переміщення порід досліджувалися на тестових установках за допомогою спеціальних датчиків. Чисельний аналіз використано для визначення напружено-деформованого стану порід на основі термо-пружно-пластичної моделі деформаційного середовища. Для побудови узагальнюючих залежностей використано метод множинної регресії та застосовано загальновизнані системи обробки даних таблиць Excel-2013.

Изложены результаты установления напряженно-деформированного состояния горного массива, толщины двухслойной искусственно созданной оболочки и шага обрушения пород для обеспечения управления горным массивом в зоне выполнения скважинной подземной газификации угля. Обеспечено необходимую устойчивость контура геореактора и необходимого пространства для прохождения газовых смесей. Предложено математический механизм определения теплообмена в породах при вариации составом дутьевой смеси и изменении ее давления. Проведение аналитических исследований основывалось на схеме теплообменника, наиболее точно характеризуещего распределение температурного поля в зоне влияния гереактора. Формирование искусственных оболочек в поле подземных газогенераторов осуществлялось в два этапа через оболочку оплавленных пород, которая находится непосредственно над очагом газификации, и созданием пород с измененными метаморфическими свойствами в глубине массива. Перемещение пород исследовались на тестовых установках с помощью специальных датчиков. Численный анализ использовано для определения напряженно-деформированного состояния пород на основе термо-упруго-пластического модели деформационной среды. Для построения обобщающих зависимостей использован метод множественной регрессии и применены общепризнанные системы обработки данных таблиц Excel-2013.

The results establishing the stress-strain state of the rock-mass, the thickness of the artificially created bilayer shell and rocks movement to manage massif in the zone of conducting the well underground coal gasification are presented. It was developed the appropriate resistance of the gas-gen circuit and necessary space for the passage of gas mixtures. The mathematical mechanism for determining the heat variations in the composition of rocks at blowing mixtures and change of its pressure is given. Analytical studies based on the heat exchanging scheme, that accurately describes the distribution of the temperature field in the zone of gas-gen are done. Forming the artificial shells in the area of underground gas generators was carried out in two stages through the shell melted rocks, located directly above the center of gasification and the creation of metamorphic rocks with altered properties in the depths of the rock-mass. It was detected the movement of rocks studied on the test unit with special sensors. Numerical analysis used to determine the stress-strain state of rocks based on thermo-elastic-plastic deformation model. To construct synthesis dependencies used multiple regression method and applied universally data processing system tables Excel-2013.