Изменение геомеханических параметров газонасыщенного углепородного массива при газодинамических явлениях

Abstract

В статье рассмотрены нестационарные связанные процессы упругопластического изменения напряженно-деформированного состояния трещиновато-пористой среды и фильтрации метана вокруг одиночной горной выработки в выбросоопасной и в ненарушенной зонах. При этом учитывалось влияние соотношения компонент тензора главных напряжений на изменение проницаемости массива. Приведены распределения значений параметров, характеризущих разнокомпонентность поля напряжений и разгрузку массива от горного давления, а также давления метана в различные моменты времени. Показано, что геомеханические и фильтрационные процессы протекают в динамическом режиме в нарушенной зоне угольного пласта вблизи тектонического нарушения, а в ненарушенной зоне – в квазистационарном режиме. Приведены графики изменения геомеханических параметров угольного пласта в ненарушенной зоне и на движущемся фронте разрушения в течение времени протекания газодинамического явления. Показано, что при динамическом характере протекания процессов пик разнокомпонентности, так же, как и максимум напряжений, в течение первых 8 с отодвига ется от забоя на расстояние около 2 м за каждые 2 с. Это соответствует росту полости разрушения на стадии протекания выброса. Затем скорость процесса изменения НДС на фронте разрушения снижается, рост полости разрушения замедляется, газодинамический процесс переходит на стадию затухания.