Разработка теории дезинтеграции и совершенствование технологий управления состоянием углепородного массива, обеспечивающие безопасное ведение подземных горных работ при разработке угольных пластов

Объектом исследования являются технологии управления состоянием углепородного массива. Цель работы – разработка научных основ управления состоянием углепородного массива, которые позволят получить изменение механических характеристик горного массива, снизить величину опорного давления, создать безопасные условия ведения подземных работ, исключить площадное зависание кровли. В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: Предложен способ численного исследования коллекторских свойств горных пород, содержащих системы трещин с заданными средними характеристиками. Методом конечных элементов численно решена задача о фильтрации флюида в трещиноватом углепородном массиве. Численно методом конечных элементов исследовано напряженно-деформированное состояние горной породы в окрестности скважины, нагруженной пакерными уплотнителями с учетом фильтрации флюида через систему трещин в горной породе. Рассчитаны давления, действующие на контактах между уплотнителями и стенками скважины. В ходе исследований выполнен обзор известных способов дезинтеграции массива горных пород и их анализ на предмет применения для повышения степени дегазации пласта, снижения вероятности проявления внезапных выбросов угля и газа, а также горных ударов, заблаговременной подготовки угольного массива к самообрушению и последующему управляемому выпуску. Выполнены патентные исследования по способам и конструктивным особенностям устройств для осуществления гидроразрыва в углепородном массиве. С целью повышения надежности осуществления гидроразрыва горных пород разработано оригинальное устройство, по конструкции которого получен патент РФ на изобретение. Рассмотрен способ численного исследования коллекторских свойств угольных образцов, содержащих системы трещин. Для установления особенностей распределения напряжений и деформаций в угольном и породном массивах после проведения направленного гидроразрыва выполнено численное моделирование геомеханических процессов для натурных условий. Разработана обобщенная концепция перспективных технологий ведения очистных работ на мощных пластах (более 3,5 м).