Научное направление:
«Развитие теории взаимодействия геомеханических и физико-химических процессов при отработке угольных месторождений.»
Шифры научных специальностей, в рамках которых разрабатывалось данное научное направление:
Краткая аннотация научного направления:
Одной из наиболее важных задач обеспечения безопасности при разработке угольных месторождений является прогнозирование газодинамической активности углеметановых пластов.
Существующие методы оценки свойств и состояний углеметанового пласта не обеспечивают решения широкого круга задач рудничной аэрогазодинамики с единых позиций ? рассмотрения взаимодействия между геомеханическими, тепловыми и физико-химическими процессами в метаноносных угольных пластах. Процесс распада углеметана на уголь и метан протекает с выделением упругой энергии, приводящей не только к динамическому разрушению собственно угля, но и к выносу его значительного объема в горную выработку потоком выделяющегося газа. Таким образом, динамика развития геомеханических процессов определяется не только свойствами твердых компонентов полезных ископаемых, но и соотношениями между внутренней упругой энергией содержащихся в них жидкости и газа и внешней упругой энергией, связанной с изменяющимися глобальным геодинамическим и “локальным” геомеханическим полями (напряженно-деформированным состоянием породных массивов за счет ведения горных работ). В тоже время физико-химические свойства геовещества, являющегося объектом геотехнологических процессов, изучаются, как правило, без учета их связей с горнотехнологическими процессами.
Без изучения взаимодействия термодинамических и физико-химических процессов в углеметановых пластах по мере роста температуры и горного давления с увеличением глубины освоения угольных месторождений в современных условиях практически невозможно рассчитывать и на создание надежных мониторинговых систем диагностики и прогнозирования катастрофических событий при отработке угольных пластов на больших глубинах (внезапные выбросы угля и газа, подземные пожары), не говоря уже о формулировании эффективных мер по их профилактике.
Существующие методы оценки свойств и состояний углеметанового пласта не обеспечивают решения широкого круга задач рудничной аэрогазодинамики с единых позиций ? рассмотрения взаимодействия между геомеханическими, тепловыми и физико-химическими процессами в метаноносных угольных пластах. Процесс распада углеметана на уголь и метан протекает с выделением упругой энергии, приводящей не только к динамическому разрушению собственно угля, но и к выносу его значительного объема в горную выработку потоком выделяющегося газа. Таким образом, динамика развития геомеханических процессов определяется не только свойствами твердых компонентов полезных ископаемых, но и соотношениями между внутренней упругой энергией содержащихся в них жидкости и газа и внешней упругой энергией, связанной с изменяющимися глобальным геодинамическим и “локальным” геомеханическим полями (напряженно-деформированным состоянием породных массивов за счет ведения горных работ). В тоже время физико-химические свойства геовещества, являющегося объектом геотехнологических процессов, изучаются, как правило, без учета их связей с горнотехнологическими процессами.
Без изучения взаимодействия термодинамических и физико-химических процессов в углеметановых пластах по мере роста температуры и горного давления с увеличением глубины освоения угольных месторождений в современных условиях практически невозможно рассчитывать и на создание надежных мониторинговых систем диагностики и прогнозирования катастрофических событий при отработке угольных пластов на больших глубинах (внезапные выбросы угля и газа, подземные пожары), не говоря уже о формулировании эффективных мер по их профилактике.
Аннотации трех наиболее значимых публикаций:
1. Киряева, Т. А. Горно-экспериментальные исследования параметрических особенностей развития нелинейных геомеханических процессов и их опасных газо-динамических следствий при под-земной разработке угольных месторождений / В. Н. Опарин, Т. А. Киряева и др. // Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горно-технических и природных системах. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018. – Т. 1. – С. 317–540.
2. Киряева, Т. А. Разработка метода газодинамической активно-сти угольных пластов по геолого-разведочным данным на примере Кузбасса / Т. А. Киряева. – LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co., Germany, 2011. – 104 с.
3. Опарин В.Н., Киряева Т.А., Хавкин А.Я. Наномеханизм тем-пературной деформации в углях/ V Международная научно-практическая Конференция «Нано-явления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям». – Москва: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2016. – С.306-313.
2. Киряева, Т. А. Разработка метода газодинамической активно-сти угольных пластов по геолого-разведочным данным на примере Кузбасса / Т. А. Киряева. – LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co., Germany, 2011. – 104 с.
3. Опарин В.Н., Киряева Т.А., Хавкин А.Я. Наномеханизм тем-пературной деформации в углях/ V Международная научно-практическая Конференция «Нано-явления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям». – Москва: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2016. – С.306-313.