ВЕСТНИК КУЗБАССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Рассмотрены вопросы совершенствования дегазационных работ. Определены основные способы дегазации, обеспечивающие комплексное освоение ресурсов, и предложены мероприятия по совершенствованию дегазации. Приведены результаты обзора НИОКР и публикаций за период 2010-2024 гг. в России и в США. Показано, что реструктуризация угольной отрасли привела к кардинальному росту технико-экономических показателей добычи угля и, как следствие, к усилению обратной связи в системе «технология - окружающая среда»; использование высокопроизводительной техники, обеспечивающее рост производительности труда и приводящее к снижению численности рабочих мест, приводит к существенному повышению требований к уровню безопасности. В основном это определяется снижением уровня резерва при планировании добычных и подготовительных работ. Одной из основных проблем современного этапа развития технологии угледобычи в нашей стране является обострение противоречия между темпами ведения подготовительных и очистных работ, которое усложняет применение предварительной дегазации разрабатываемых пластов. Приведены причины низкого уровня метанобезопасности, например, такая, как продолжающееся ухудшение горно-геологических условий отработки запасов, связанное в первую очередь с углублением горных работ. При высоких нагрузках все большее значение приобретают источники, которым ранее не уделяли большого внимания, такие как надрабатываемые спутники или разрабатываемый угольный пласт. Отмечены направления совершенствования способов дегазации. На современных глубинах разработки в пластовых условиях газ угольных месторождений имеет кондиции, превышающие качество газа газовых месторождений, в первую очередь за счет отсутствия соединений серы. Эффективное извлечение кондиционного метана возможно только при условии повышения проницаемости угольного пласта, которое может быть достигнуто либо за счет воздействия на пласт, либо горнотехническими способами.

В зоне действия отрицательных температур среды охлаждения, при перевозках и складировании влажных сыпучих материалов происходит его частичное или полное, в зависимости от длительности воздействия отрицательных температур, смерзание. В этом случае возникает необходимость принятия различных превентивных мер, обеспечивающих возможность сохранения сыпучих свойств используемых материалов в условиях складирования и транспортировки. В настоящее время существует достаточно широкий спектр различных мероприятий, включающих применение различных солей, снижающих температуру замерзания груза, гидрофобных добавок, замещающих непосредственный контакт между смоченными частицами груза масляными прослойками, а также использование реагентов, имеющих более высокую степень адгезии к частицам сыпучего груза и замещающим контакт с ними водных пленок. Крайним и труднодостижимым мероприятием является полное устранение из рассматриваемых систем смерзающего компонента - воды. Практическим аналогом данного способа выбрано промораживание слоя влажного материала с последующим рыхлением (перемешиванием) как наиболее доступный и простой в технической реализации. В рамках метода динамического программирования составлена математическая модель процесса промораживания слоя влажного сыпучего материала. В качестве управляющего воздействия принята процедура рыхления (перемешивания) слоя материала и момент ее применения. Составлена программа - цифровой двойник процесса промерзания слоя материала, с помощью которой определен оптимальный момент применения процедуры рыхления (перемешивания) для слоев груза различной толщины, при разных значениях температуры среды охлаждения. Данный подход позволяет существенно, в 2-3 раза, сократить сроки предварительного промораживания груза при подготовке к перевозкам или складированию по сравнению с естественным ходом процесса промерзания (без перемешивания