Развитие теории многофазных гео- и газодинамических процессов в техногенно изменяемом газонасыщенном углепородном массиве

Основная цель планируемых исследований развития теории многофазных гео- и газодинамических процессов в техногенно изменяемом газонасыщенном углепородном массиве - повышение безопасности ведения очистных и подготовительных работ на угольных шахтах, предотвращение аварий и аварийных происшествий, связанных с перераспределением горного давления; загазованностью горных выработок, вспышками метана, образованием взрывоопасных отложений угольной пыли, превышением допустимых норм запыленности рудничной атмосферы. Работа направлена на решение фундаментальной научной задачи: - исследование закономерностей поведения системы «ископаемый уголь-газ» при изменении термодинамических и механо-физических условий (горного и газового давления) в зависимости от структуры угля и его минерального состава и создания геомеханических и фильтрационных моделей, описывающих формирование коллекторов газа и массоперенос метана в массиве горных пород при одновременной отработке нескольких сближенных наклонных пластов. В результате проведенных исследований будут получены закономерности деформирования и разрушения угольных пластов и массива вмещающих горных пород, закономерности газоотдачи метана углем при изменении внешних термодинамических и физико-механических условий в зависимости от структурных особенностей и вещественного состава углей (в том числе железосодержащих минеральных включений), а также закономерности фильтрационного массопереноса флюидов при техногенном воздействии как в квазистатическом, так и динамическом режиме.В ходе выполнения работы предполагается установление закономерностей связи метана с углем в зависимости от структурных особенностей углей различных марок на нано- и микроуровнях и влияния минеральных включений на газоносность и параметры кинетики газовыделения метана из угля, а также разработка концептуальной модели деформирования налегающего массива горных пород, дневной поверхности и выработанного пространства. На ее основе будут сформулированы задачи геомеханики для горных массивов с протяженными выработками, построены общие аналитические и численные решения, отражающие основные технологические схемы развития выработанного пространства. Исследования в рамках сформулированной задачи должны способствовать выработке обоснованных решений по повышению безопасности ведения работ на угольных шахтах в связи с геомеханическими проявлениями горного давления, газодинамической активности и склонности угольных пластов к самовозгоранию.