17. Опишiть основи енергетичної теорії раптових викидів вугілля і газу

Згідно енергетичної теорії раптових викидів вугілля і газу, для збудження і розвитку викиду повинні дотримуватися такі умови:

1.Освобождение поблизу гірської виробки таких кількостей потенційної енергії вугілля W, кінетичної енергії гірських порід Е і внутрішньої енергії вільного газу у вугіллі Q, яких було б достатньо для роботи зміщення вугілля і газу в бік гірничої виробки F і руйнування вугілля U:

де Q=0 для очисної виробки, Е=0, Q=0 для підготовчої виробки, Е=0 при розтині вугільного пласта, Q- внутрішня енергія газу, укладеного у вільному об'ємі пір, тобто поза впливу сорбційних сил. Цей газ становить не більше 10% всього укладеного у вугіллі газу.

2. Швидкість руйнування вугілля Vp повинна перевищувати швидкість падіння тиску газу в тріщинах вугілля Vд :

3.Сохранения тиску газу до моменту завершення руйнування вугілля на рівні більш високому, ніж опір зруйнованого вугілля відкинути:

де P-тиск газу, S-площа поперечного перерізу зруйнованого блоку вугілля, a-кут нахилу виробки до горизонту, m-маса вугілля, g-прискорення сили тяжіння, ϖ-прискорення, яке необхідно повідомити вугілля для його відкидання (сила інерції), f-коефіцієнт тертя вугілля на поверхню, по якій відбувається його зміщення.

Основними джерелами енергії, що призводять до руйнування вугілля, є енергія пружної деформації вугільного ласта, а також потенційна і кінетична енергія гірських порід, що вміщують вугільний пласт. Ці джерела енергії можуть бути посилені, якщо у вугільному пласті і вміщуючих породах будуть мати місце напруги тектонічного походження.

18. Опишiть локальність потенційної викидонебезпечності.Приведiть схему

Особливістю викидонебезпечності вугільних пластів є локальність викидонебезпечності. Доказательсвом локальність викидонебезпечності - щорічне изминение числа викидів вугілля і газу в умовах відбивання вугілля в глухих вибоях підготовчих виробок, кутках і нішах лав.

Так при дослідженнях локальності викидонебезпечності вугільних пластів у Донбасі при загальному річному подвигании лави близько 1000м викиди відбувалися в тих випадках, коли лавами проходились небезпечні ділянки виїмкового стовпа. В окремі роки спостерігалося по кілька таких викидонебезпечних ділянок, а в деякі роки їх не було ні одного. Доказом локальності викидонебезпечності є наявність порожнин викиду найрізноманітніших форм (рис.12).

Рис.12 Ескіз порожнини утвореної викидом вугілля та газу у вибої східного бремсберг пл. l18 ДП «Макіїввугілля»:

1-забій бремсберг, 2-бремсберґ, 3-порожнина у вугільному пласті.

При раптовому викиді з вугільного пласта у виробку за короткий проміжок часу (кілька секунд) виділяється велика кількість газу і викидається значна кількість вугільної, а іноді і породног.

Сучасний рівень вивченості особливостей прояву газодинамічних явищ у вугільних шахтах дозволяє виділити два напрямки теоретичних досліджень, що базуються на вивченні природи локальності прояви викидонебезпечності і мають найважливіше значення для практичного вирішення проблеми. Перший напрямок - створення фізичної і математичної моделі процесів викиду вугілля і газу. Другий напрямок - розробка теорії міцності газоносного масиву, що примикає до забою.