Разработка способов разупрочнения углепородного массива диоксидом углерода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.11, доктор технических наук Ткаченко, Николай Филиппович

• Ткаченко, Николай Филиппович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Ткаченко, Николай Филиппович

ВВЕДЕНИЕ.'.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ УГЛЕПОРОДНО ГО МАССИВА, .15 1.1. Физико-химические процессы в трещиновато-пористой структуре угля, взаимодействующего с поверхностно-активными разупрочняющими средами.

1.2. Современное состояние и тенденции развития способов физико-химического разупрочнения угля применительно к управлению состоянием углепородного массива и нетрадиционным технологиям угледобычи.

1.3 Диоксид углерода - как оптимальный газовый реагент для разупрочнения углей в производственных процессах угледобычи.

ВЫВОДЫ.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ МАССОГГЕРЕНОСА И ВОЗДЕЙСТВИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА СОСТОЯНИЕ УГЛЕПОРОДНОГО МАССИВА.

2.1. Аналитические исследования процессов массопереноса диоксида углерода и его диспергирующего воздействия на уголь.

2.1.1. Модель. Общие положения.

2.1.2. Выбор уравнений массопереноса.

2.1.3. Метод ячеек (метод Вигнера-Зейтца) в задаче о насыщении угольного пласта газом.

2.2. Исследование изменения геомеханического состояния углепородного массива при воздействии диоксида углерода.

2.2.1. Аналитическое определение величины пучения в горных выработках.

2.2.2. Оценка критерия, учитывающего влияние диспергирования угля на интенсивность пучения пород почвы выработки.

2.2.3. Аналитическое определение смещений контура выработки с учетом ползучести и образования области неупругих деформаций.

ВЫВОДЫ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ УГЛЕЙ ПРИ ИХ ОБРАБОТКЕ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА.

3.1. Методика лабораторных исследований.

3.2. Результаты исследования прочностных и деформационных свойств образцов углей при различных режимах их насыщения диоксидом углерода.

3.3. Исследование прочностных свойств образцов угля, находящихся в условиях сложного напряженного состояния с последующей обработкой их диоксидом углерода.

ВЫВОДЫ.

4. ИСЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА.

4.1. Исследование электрофизических свойств ископаемых углей при их обработке диоксидом углерода.

4.2. ИК-спектроскопические исследования образцов углей, обработанных диоксидом углерода.

4.3. Рентгеноструктурные исследования образцов углей, подвергнутых воздействию диоксида углерода.

ВЫВОДЫ.

5. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УГЛЕПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА

УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ. Л

5.1 Закономерности изменения напряженного состояния массива горных пород вокруг подготовительных выработок при разупрочнении угля диоксидом углерода.

5.2. Результаты физического моделирования на моделях из оптически чувствительных материалов.

5.3. Закономерности изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг выемочной выработки при диспергировании угольного пласта диоксидом углерода в комбинации с применением отсечных скважин.

5.4. Закономерности изменения напряженно-деформированного состояния кровельного массива над межскважинными целиками при диспергировании угольного пласта диоксидом углерода

ВЫВОДЫ.

6. ШАХТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ УГЛЕПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ.

6.1. Натурные эксперименты по установлению основных технологических режимов и операций при обработке угольного пласта диоксидом углерода.

6.2. Исследования изменения состояния углепородного массива при разупрочнении угля диоксидом углерода применительно к охране горных выработок.

6.3. Исследования изменения напряженно-деформированного состояния углепородного массива при разупрочнении угля диоксидом углерода для борьбы с горными ударами.

6.4. Разработка нетрадиционных технологических решений добычи угля с использованием диоксида углерода.

6.4.1. Разработка оборудования по производству, доставке и обработке угольного массива диоксидом углерода.

6.4.2. Разработка нетрадиционной технологии отработки крутопадающих угольных пластов с предварительным их разупрочнением диоксидом углерода.

6.4.3. Разработка способа гидродобычи угля с использованием диоксида углерода в качестве разупрочняющего реагента.

ВЫВОДЫ.

7. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способов разупрочнения углепородного массива диоксидом углерода»

Многие трудности отечественной угольной промышленности связаны с тем, что до сих пор нет технических и технологических решений, которые позволяли бы в конкретной горно-геологической и производственной обстановке, особенно в наиболее сложных случаях (пласты крутого падения, малой мощности, целики и проч.'), нужным образом управлять свойствами и состоянием углепородного массива и подготавливать его к экономически - целесообразной выемке угля, одновременно повышая безопасность горного производства и создавая благоприятные предпосылки для решения проблем его экологической агрессивности. Причиной является ограниченность применяемых для этого средств предварительного воздействия на угольно-породный массив, большинство из которых по своему происхождению, относятся к механическим, имеют масштаб, чаще всего сравнимый с характерными размерами горных выработок, что затрудняет (если не исключает вовсе) гибкое целенаправленное регулирование свойств массива в соответствии с поставленными производственными, социальными и коммерческими задачами[|,2].

Использование жидких ПАВ в качестве разупрочняющих реагентов позволило разработать ряд способов разупрочнения массива, основанных на использовании эффекта адсорбционного понижения прочности твердого тела (эффект Ребиндера) в результате протекания на его поверхности диффузионно-химических процессов. Однако применение жидких ПАВ для целого ряда производственных задач ограничено значительным временем пропитки массива. Этот недостаток можно устранить, используя в качестве разупрочняющего реагента газ, сорбционно-активный по отношению к углю.

В 1987 году обнаружен, а за истекшее десятилетие детально исследован процесс капилляроподобной конденсации неинертных газов в надмолекулярной структуре ископаемых углей, одним из последствий которого является интенсивное разупрочнение угляй.Свойства физико-химического конденсационно-обусловленного процесса разупрочнения газонасыщенного угля таковы, что позволяют использовать этот процесс практически в любых горно-геологических условиях, в сочетании с любыми основными процессами разрушения угля, обеспечивающими его промышленную выемку и возможности управления геометрией выработанного пространства при разработке угольных месторождений подземным способом. Создание соответствующих нетрадиционных технологий требует разрешения ряда принципиальных вопросов физики взаимодействия с углем прежде всего газов с достаточно высокой температурой конденсации, к которым, в частности, относится углекислый газ и производство которого в настоящее время не связано с серьезными техническими и экономическими проблемами.

Представленная работа выполнялась с 1991 года под научным руководством автора в Государственной научно-технической программе «Недра России» по Проблеме «Создание экологически чистых способов добычи угля и получения продуктов его переработки на месте залегания» в проекте Г-6 «Разработка и проведение опытной проверки нетрадиционной экологически чистой технологии добычи угля с использованием физико-химических, виброимпульсных и других воздействий на угольный пласт», а также в Отраслевом проекте Минтопэнерго РФ О-Ю «Разработка эффективных способов разупрочнения горного массива и подготовки его к выемке».

Целью диссертационной работы является установление характерных закономерностей физико-химического процесса разупрочнения углепородного массива диоксидом углерода, обоснование и разработка способов использования этого процесса при подземной разработке угольных месторождений.

Идея работы заключается в комплексных исследованиях эффективности применения углекислого газа для разупрочнения угля с использованием основ капилляроподобной конденсации углекислого газа в надмолекулярной структуре ископаемых углей для обоснования и разработки новых эффективных нетрадиционных способов управления состоянием углепородного массива в процессах подземной угледобычи.

В соответствии с целью и идеей в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Теоретическое моделирование массопереноса диоксида углерода в угольном пласте с учетом его физической адсорбции в угле.

2. Установление закономерностей влияния диоксида углерода на прочностные, физико-химические и электрофизические свойства ископаемых углей.

3. Моделирование напряженно-деформированного состояния углепородного массива на эквивалентных оптически-чувствительных материалах при воздействии диоксида углерода на угольный пласт.

4. Обоснование оптимальных режимов обработки угольного пласта диоксидом углерода и разработка элементов технологий управления состоянием углепородного массива для решения различных горнотехнологических задач.

5. Разработка комплекта оборудования для производства диоксида углерода, доставки и обработки угольных пластов при проведении шахтных работ и для дальнейшего , использования в угольной промышленности при освоении новых способов управления состоянием углепородного массива.

6. Проведение шахтных экспериментов по исследованию изменения состояния углепородного массива при воздействии на него диоксида углерода.

7. Разработка способов разупрочнения углепоррдного массива диоксидом углерода для их использования при решении задач управления состоянием углепорордного массива и в технологиях нетрадиционной добычи угля подземным способом.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Применение газообразного диоксида углерода в качестве разупрочняющего реагента с использованием явления фазового перехода сорбированного газа в угольном веществе позволило разработать новые физико-химические способы воздействия на углепородный массив, использование которых обеспечивает эффективное целенаправленное управление прочностными свойствами и напряженно-деформированным состоянием углепородного массива.

2. В диффузионном приближении массопереноса газового сорбата в бипористой среде сорбента обоснована и детально проанализирована теоретическая модель процесса нагнетания в угольный пласт диоксида углерода через систему эквидистантных параллельных нагнетательных скважин, на основе которой качественно описаны наблюдаемые закономерности процесса его нагнетания и определены все характерные параметры этого процесса. На основе предложенной адекватной теоретической модели установлены зависимости, характеризующие интенсивность проникновения в угольный пласт диоксида углерода, которые определяются его диффузионной подвижностью в пласте и расстоянием между нагнетательными скважинами.

3. Установлено, что путем ослабления прочностных свойств угля при его разупрочнении диоксидом углерода можно эффективно уменьшать величину пучения почвы горной выработки. Получены аналитические зависимости, определяющие объемы пучения почвы и смещения контура горной выработки с учетом ползучести пород и образования области неупругих деформаций вследствие диспергирования угля диоксидом углерода, критерий диспергирования для различных марок угля.

4. Показатели изменения физико-механических характеристик угля диоксидом углерода:

- снижение прочности на растяжение образцов угля на 38-43% и существенное увеличение пластических деформаций в зависимости от цикличности обработки и характера нагружения;

- снижение прочности образцов угля, обработанных в режиме обобщенного растяжения на 73,4%, в режиме обобщенного сдвига на 60%, в режиме обобщенного сжатия на 34%.

5. Эффекты адсорбции молекул диоксида углерода на поверхности щелочноземельных металлов (кальция и магния), входящих компонентами в золу угля в форме карбонитного иона СО*' , состоящие в том, что процесс разупрочнения угольного вещества диоксидом углерода происходит интенсивнее с увеличением в его составе соединений СаО и М^О и установленные с использованием метода ИК-спектроскопии.

6. Закономерности снижения на углях интенсивности линий спектров дифракции рентгеновского излучения с ростом содержания соединений СаО и М^О для различных марок углей, подвергнутых разупрочнению диоксидом углерода, характеризующие изменения пластических свойств угольного вещества в зависимости от содержания в угле этих соединений.

7. Характерный эффект одновременного резкого изменения всех электрических свойств угля, вызванный конденсацией в нем сорбированного СОг, инициирующей, необратимые структурные изменения углей. Качественно согласующиеся для разных марок углей температурные зависимости величины расклинивающего давления образующегося капилляроподобного конденсата диоксида углерода.

8. Снижение в 1,5-2 раза прочности угля в пласте в результате фазового перехода в сорбированном углем диоксиде углерода, послужившее основой для разработки эффективных способов разупрочнения углепородного массива и позволившее при их использовании в промышленных условиях увеличить выход угольной массы с 60 % до 90% при отбойке угля длинными скважинными зарядами ВВ, а также снизить энергетические показатели при гидродобыче угля на 25-30%, рабочее давление в гидромониторах с 12 МПа до 7 МПа и уменьшить выход негабарита.

9. Полученные в промышленных условиях увеличение на 25-43% влажности угольного пласта, снижение его температуры на 1,5-2 °С, снижение концентраций напряжений на 30-50% при обработке удароопасного угольного пласта диоксидом углерода, соответствующие ситуации, в которой проявление удароопасности исключается.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- физико-технической корректностью постановки и решения задач теоретического моделирования нагнетания в пласт диоксида углерода;

- экспериментальным подтверждением теоретически установленных закономерностей нагнетания в условиях капилляроподобной конденсации диоксида углерода в ископаемых углях;

- использованием апробированных методов испытаний прочностных и деформационных свойств горных пород, метода моделирования на оптически-чувствительных материалах, современных методов контроля физико-химических свойств горных пород (метод ИК-спектроскопии и рентгеновский качественный фазовый анализ); достаточным и статистически обоснованным объемом и представительностью выполненных экспериментальных комплексных исследований в лабораторных, стендовых и натурных условиях; соответствием метрологических характеристик, применяемых в экспериментах приборов уровню поставленных научных исследований; удовлетворительной сходимостью, в пределах допустимых погрешностей, полученных теоретических и экспериментальных результатов; положительными результатами промышленной апробации разработанных способов.

Научное значение работы заключается в установлении основных физико-технических закономерностей процессов разупрочнения I угля диоксидом углерода и использовании этих закономерностей для управления состоянием углепородного массива при решении различных горно-технологических задач подземной разработки угольных месторождений.

Научная новизна работы:

1. Разработаны научные основы и методология разупрочнения углепородного массива диоксидом углерода на основе установленных закономерностей процесса диспергирования угля воздействием углекислого газа как эффективных способов управления состоянием углепородного массива при подземной разработке угольных месторождений.

2. Построена адекватная теоретическая модель процесса массопереноса диоксида углерода, нагнетаемого в угольный пласт для его разупрочнения, с учетом сорбции диоксида углерода в поровом пространстве угля.

3. Исследованы взаимозависимости прочностных, деформационных и электро-физико-химических свойств углей при их циклической обработке углекислым газом в различных условиях механического нагружения и установлены характерные фундаментальные закономерности процессов диспергирования угля диоксидом углерода.

4. На основе проведенных аналитических исследований и физического моделирования получены зависимости и расчетные величины объемов пучения почвы и смещения контуров горных выработок, подтвержденные шахтными экспериментальными замерами, теоретически обоснована и практически доказана возможность применения эффекта разупрочнения угольного пласта диоксидом углерода для борьбы с горными ударами, основанная на рассчитанных и подтвержденных натурными замерами характерных изменениях величины концентрации напряжений в массиве, температуры и влажности угольного пласта при его обработке углекислым газом, а также получены количественные зависимости, характеризующие интенсивность распространения углекислого газа в угольном пласте, позволившие реализовать нетрадиционные технологии добычи угля.

Практическое значение работы заключается: в обосновании комплекса технических решений, повышающих эффективность способов и средств разупрочнения углепородного массива в процессах подземной добычи угля;

- в методиках инженерных расчетов параметров технологических воздействий на угольный пласт диоксида углерода; в разработке и создании комплекта оборудования для проведения производственных работ по управлению состоянием массива и добыче угля; в разработке способов разупрочнения углепородного массива для целей охраны горных выработок, борьбы с горными ударами и способов добычи угля при подземной разработке угольных месторождений.

Реализация результатов работы осуществлена:

- при разработке следующих отраслевых нормативных документов: "Временные технологические схемы разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения" и Инструкция по безопасному применению "Временных технологических схем разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения», "Руководство по ведению взрывных работ в угольных шахтах", "Рекомендуемые паспорта ведения буровзрывных работ для угольных шахт России";

- при разработке технологических заданий, технических условий на оборудование и опытные участки для проведения шахтных работ;

- при разработке и испытаниях комбинированного способа гидродобычи угля с использованием диоксида углерода;

- при разработке и использовании способов управления состоянием углепородного массива для целей охраны горных выработок и борьбы с горными ударами;

- при разработке и испытаниях нетрадиционной технологии добычи угля из крутых пластов с предварительным разупрочнением угля диоксидом углерода.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на:

- VI Всесоюзном семинаре по горной геомеханике ( Пермь, 1993);

- X Международной конференции по механике горных пород

Москва, 1993 );

- 8-й Международной конференции по наукам об угле ( Испания, Овьедо, 1995 );

- 2-й Международной конференции «Экология и развитие Северо-Запада России» ( Санкт-Петербург, 1997 );

- 9-й Международной конференции по наукам об угле ( Германия, Эссен, 1997);

- 2-м Международном рабочем совещании «Проблемы геодинамической безопасности» ( Санкт-Петербург, 1997 );

- Научном Симпозиуме «Неделя горняка - 98» ( Москва, 1998 );

- 8-й Международной конференции по геологии угля ( Прага, 1998 ).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано самостоятельно и в соавторстве 26 работы, в т.ч. 4 брошюры, 3 отраслевых нормативных документа и 2 патента РФ.

Заключение диссертации по теме «Физические процессы горного производства», Ткаченко, Николай Филиппович

ВЫВОДЫ

1. Проведены натурные эксперименты по установлению основных технологических режимов и операций при разупрочнении угольного пласта диоксидом углерода. Совпадение полученных экспериментальных зависимостей расхода диоксида углерода с теоретически выведенными свидетельствуют о правомерности предложенной модели для расчета характерных параметров процесса нагнетания.

2. Проведенные натурные эксперименты по охране горных выработок с использованием диоксида углерода в качестве разупрочняющего реагента угольного пласта подтвердили эффективность его практического использования, так проведенные мероприятия на ш. им. Е.Т. Абакумова позволили снизить пучение почвы на 380 мм по сравнению с аналогичным участком, на котором охранные мероприятия разупрочнения угольного пласта диоксидом углерода не проводились, а на ш. «Гуковская» эта величина составила более 400 мм.

3. Результаты исследований поведения состояния углепородного массива при разупрочнении его диоксидом углерода1 показали, что снижение прочностных свойств угля, уменьшение его температуры и повышение влажности в процессе обработки угольного пласта С02 может эффективно использоваться для борьбы с горными ударами.

4. На основании проведенных исследований были выработаны требования к оборудованию для производства, доставки и закачки диоксида углерода в угольный пласт. Оборудование изготовлено, прошло приемочные испытания и допущено к работе в условиях категорийных угольных шахт.

5. Промышленные испытания газово-адсорбционной подготовки угольного пласта к выемке в условиях ш. «Зиминка» подтвердили высокую эффективность применения предварительного разупрочнения угольного пласта С02 для снижения выхода негабарита, увеличения выхода угольной массы на 35-40 %, снижения веса зарядов ВВ для последующей отбойки угля на 35 %, снижения участковой себестоимости в 2,5 раза и повышения общей безопасности горно-шахтных работ.

6. Использование диоксида углерода в качестве разупрочненного реагента в комбинациях с высоконапорной водой позволило снизить прочность угля в пласте в 2 раза в радиусе до 4 метров от нагнетательной скважины, снизить рабочее давление отбойки угля в гидромониторе с 120 до 70 атм, что в условиях ш. «Тырганская» улучшило экономические показатели добычного участка и существенно повысило безопасность ведения работ, т.к. позволило исключить проведение БВР в режиме камуфлета для предварительного ослабления угольного пласта.

7. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Горная технология - это совокупность принципов и методов, позволяющих синтезировать математические модели технологических процессов и подсистем с целью прогнозирования эффективности их функционирования.

В представленной работе был предложен ряд технологических приемов, позволяющих реализовать способы управления состоянием массива с использованием разупрочняющего действия диоксида углерода, органически включающий в себя горные выработки, сооружения и добычное оборудование, что способствует их синтезированию в один комплекс. Этот технологический комплекс базируется на результатах комплексных всесторонних изучений процессов сорбции углем диоксида углерода и позволил эффективно применить его при проведении работ по охране горных выработок в условиях щ. им. А.Е. Абакумова ПО «Донецкуголь», ш. «Гуковская» и 50-летия Октября ПО «Гуковоуголь», при проведении работ по поиску новых способов борьбы с горными ударами в условиях ш. «Заполярная» ПО «Воркутауголь», при разработке нетрадиционных технологий добычи угля с предварительной подготовкой угольного пласта к выемке в условиях ш. «Зиминка» и щ. «Тыр-ганская» ОАО «Прокопьевскуголь».

На основе проведенных теоретических, лабораторных и натурных исследований и экспериментов были сформулированы и реализованы требования к параметрам технологических процессов разупрочнения угольного пласта углекислым газом, разработаны технологические схемы и регламенты ведения горных работ, а также требования к оборудованию для производства углекислого газа, доставки его к месту проведения шахтных работ и закачки в угольный пласт и указанное оборудование было изготовлено и прошло успешно промышленные испытания

Результаты исследований и экспериментов по разупрочнению угольного пласта диоксидом углерода были использованы при разработке нормативных документов. «Временные технологические схемы разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения и Инструкция по безопасному применению «Временных технологических схем разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения»

273

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе комплексного исследования и использования характерных закономерностей сорбции ископаемым углем диоксида углерода и воздействия его капилляроподобной конденсации в надмолекулярной структуре угля, проявляющихся в снижении прочности и возрастании роли пластических свойств угольного вещества, решена научная проблема обоснования и разработки способов разупрочнения углепородного массива с использованием в качестве разупрочняющего реагента углекислого газа.

Решение этой проблемы помимо научного значения, состоящего в расширении знаний о физико-химических процессах, обусловленных взаимодействием углей с газами, имеет также важное практическое значение, поскольку обеспечивает эффективное и целенаправленное управление свойствами и состоянием углепородного массива, совершенствование технологий подготовки угольных пластов к экономически-целесообразной выемке угля и проведения охранных мероприятий в угольных шахтах.

Основные научные результаты и выводы:

1. Разработанные способы разупрочнения угольного пласта с использованием эффекта разупрочнения угольного вещества капилляроподобной конденсацией нагнетаемого в пласт диоксида углерода позволяют целенаправленно управлять напряженно-деформированным состоянием углепородного массива и осуществлять эффективную подготовку угольного пласта к экономически-целесообразной выемке угля.

2. С использованием представлений о строении угольного вещества как бипористой среды обоснована и построена адекватная теоретическая модель процесса нагнетания в угольный пласт разупрочняющего реагента (СОг), решение уравнений которой позволило получить зависимости от времени расхода газа в эквидистантных параллельных скважинах. Управляющими параметрами этих зависимостей являются расстояния между соседними скважинами и подвижность нагнетаемого реагента, выбором которых и определяется эффективность процесса нагнетания.

3. Установлено, что насыщение угля сорбирующим газом, сопровождающееся его кагшлляроподобной конденсацией в надмолекулярной структуре угля приводит к изменению прочностных свойств угля и качественным изменениям характера деформаций в процессах механического на-гружения, которые тем существеннее, чем выше сорбционная способность насыщаемого газа и, особенно, при вариациях нагружения (различные виды напряженно-деформированного состояния) и насыщения углей газом (цикличность в подаче и отключении газа).

Явления сорбционного понижения прочности и разупрочняющего действия процессов конденсации поглощенного газа в элементах тонкой структуры трещиновато-пористого объема угля приводят к активному дезагрегированию угольного вещества и после соотвествующей обработки угольного пласта существенно снижает либо усилия механического резания, либо давление гидравлического воздействия, либо мощность взрывного воздействия для извлечения угля.

Обследование фотографий ИК-съемки микрошлифов различных марок углей показало, что после обработки их СОг происходит возрастание фотографируемой поверхности до 4 раз, что качественно подтверждает происходящий необратимый процесс диспергирования угля при воздействии на него углекислым газом.

4. В дополнение к известному механизму разупрочнения угольного вещества при капилляроподобной конденсации в нем сорбированного газа выявлен новый механизм разупрочнения, связанный с хемосорбцией молекул СО2 на поверхности оксидов щелочноземельных металлов (СаО и 1^0), входящих компонентами в минеральную часть углей, сопровождающийся образованием карбонитных ионов СО22" и приводящий к необратимой пластификации структуры угля.

5. Выявлены характерные особенности изменения электрофизических свойств угля в зависимости от газового давления в изотермическом процессе нагнетания в уголь диоксида углерода, сопровождающиеся его ка-пилляронодобной конденсацией, и приводящие к поляризации газонасыщенного угольного вещества, что имеет значение признака наступающих при этом структурных изменений. Установлена температурная зависимость величины расклинивающего давления, качественно воспроизводящаяся для разных марок углей.

6. Установлено на моделях из оптически-чувствительных материалов и затем подтверждено в натурных условиях, что разупрочнение диоксидом углерода приводит к снижению величины напряжений в кровле, на контуре выработки в 1,3-1,5 раза и смещению максимальных значений напряжений вглубь массива на расстояние, равное 5-7-и кратной мощности угольного пласта, а применение отсечных скважин в сочетании с диспергированием угольного пласта углекислым газом позволяет снизить напряжения в породах кровли над оставляемыми целиками со стороны выемочной выработки в 1,5-3 раза, при этом напряжения на контуре выработки снижаются почти в 2 раза.

7. Установленные закономерности влияния обработки угольного пласта диоксидом углерода на изменение напряженно-деформированного состояния массива составляют научно-обоснованный фундамент для расчетов объемов пучения пород почвы и величин смещений контуров горных выработок. В результате проведения этих расчетов искомые величины были определены с учетом критерия диспергирования угля, а на основании натурных замеров и данных лабораторных исследований вычислены коэффициенты снижения интенсивности пучения породы почвы при разработке различных марок угля. Оценки объемов пучения и смещения обеспечивают решение вопроса о целесообразности проведения охранных мероприятий по закреплению выработок, а также формах и конструкциях применяемой крепи.

Проведенные натурные исследования подтвердили высокую сходимость результатов шахтных и расчетных величин смещений и пучений.

8. Результаты аналитических исследований, лабораторных и натурных экспериментов были реализованы в требованиях к параметрам технологических процессов обработки угольного пласта диоксидом углерода, в разработке технологических схем и регламентов ведения горных работ при реализации различных горно-технологических задач, а также в требованиях к оборудованию для производства углекислого газа, доставки его к месту проведения шахтных работ и для закачки в угольный пласт. Комплект шахтного оборудования, реализующий вышеперечисленные производственные операции, был изготовлен, допущен к работе в категорийных угольных шахтах и обеспечил проведение широкой промышленной апробации разработанных способов разупрочнения углепородного массива для различных технологических аспектов добычи угля и охраны горных выработок.

9. Проведенные на ш. «Зименка» АО «Прокопьевскуголь» испытания способа разупрочнения угольного пласта подтвердили эффективность применения диоксида углерода в качестве разупрочняющего реагента и позволили снизить прочность обрабатываемого в пласте угля в 1,5 раза, увеличить выход угольной массы до 90% (при использовании взрывной отбойки угля длинными скважинами без предварительного разупрочнения угольного пласта диоксидом углерода выход угольной массы не превышал 60%), снизить в 2,5 раза себестоимость добычи угля. Проведенные на гидрошахте «Тырганская» АО «Прокопьевскуголь» экспериментальные работы по разрушению угольного пласта высоконапорной струей воды с предварительным его разупрочнением углекислым газом также подтвердили высокую эффективность мероприятий по разупрочнению, выразившуюся в снижении прочности угля в пласте в 1,5-2 раза, снижении энергетических показателей процесса гидродобычи угля на 25-30% и рабочего давления в гидромониторах до 7 МПа (при использовании на шахте гидротехнологии без предварительного разупрочнения рабочее давление составляло 12 МПа и было недостаточно для эффективного размыва пласта), а также в уменьшении выхода негабарита.

10. Проведенные мероприятия по обработке удароопасного угольного пласта диоксидом углерода на ш. «Заполярная» ОАО «Воркутауголь» установили снижение концентраций напряжений в пласте на 30-50%, снижение его температуры на 1,5-2 °С и повышение его влажности на 25-43%, а замеры прочности угля скважинными инденторами выявили ее 50% снижение, что соответствует ситуации, исключающей проявление удароопасности угольного пласта, т.е. обработка удароопасного угольного пласта диоксидом углерода позволила снять категорию удароопасности.

11. Реализация основных результатов работы выразилась в создании отраслевых нормативных документов, а именно: «Временных технологических схем разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения» и Инструкции по безопасному применению «Временных технологических схем разработки угольных пластов Прокопьевско-Киселевского месторождения», «Руководства по ведению взрывных работ в угольных шахтах» и «Рекомендуемых поспортов ведения буровзрывных работ для угольных шахт России», а также при разработке технических заданий, технических условий на оборудование по производству, доставке и нагнетанию диоксида углерода в угольный пласт, в широкомасштабных промышленных апробациях способов управления состоянием углепородного массива.

278

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Ткаченко, Николай Филиппович, 1998 год

1. Реструктуризация угольной промышленности: Теория, опыт, прогноз. / Малышев Ю.Н., Зайденварг В.Ю. и др. - М.:ГУК «Росуголь», 1996.-536 с.

2. Забигайло В.Е., Васючков Ю.Ф., Репка В.В. Физико-химические методы управления состоянием угольно-породного массива,- Киев: Наукова думка, 1989,- 192 с.

3. Астахов А.В. Обоснование геотехнологического использования процессов, обусловленных конденсацией газов в полях поверхностных сил угля,- Автореферат дисс. д.т.н.- М.: МГИ, 1993,- 36 с.

4. Ходот В В., Яновская М.Ф., Премыслер Ю.С. и др. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах,- М.: Наука, 1973.- 140 с.

5. Эттингер И.Л., Еремин И.В. Диффузионно-генетическая классификация пустот в ископаемых углях,- ХТТ, 1973, N 1, с.57-61

6. Rao М.В., Jenkins R.G. Molecular dimension and kinetic diameters for diffusion for various specices.- Carbon, 1987, vol.25, N 3, pp. 445-446.

7. Дубинин M.M. Современное состояние вопроса об удельной поверхности адсорбентов,- В кн.: Адсорбенты, их получение, свойства и применение,- Л.: Наука, 1985,- с.42-46.

8. Marsh Н. The adsorption methods to study the microporosity of coal and carbon.- Carbon, 1987, vol.25, N 1, pp. 49-58.

9. Эттингер И.Л., Щульман H.B. Распределение метана в порах ископаемых углей,- М.: Наука, 1975 112 с.

10. Эттингер И.Л. Метанонасыщенный угольный пласт как твердый метаноугольный раствор.- ФТПРПИ, 1990, N 2, с. 66-73.

11. Винокурова Е.Б. Значение сорбционных исследований для практики подземной добычи угля,- ХТТ, 1978, № 6, с. 132-139.

12. Van der Sommen Т., Zwietering P., Eilebrecht M.B.T., van Krevelen D.W. Chemical structure and properties of coal. Sorption capacity for methane. Fuel, 1955, vol.34, N4, pp.444-448.

13. Скочинский А.А., Ходот В В., Яновская М.Ф. и др. Метан в угольных пластах,- Углетехиздат, 1958ю- 214 с.

14. Эттингер И.Л. Газоносность ископаемых углей,- М.: Недра, 1966,- 223 с.

15. Ходот В В., Яновская М.Ф. Сорбционный и фильтрующий объемы ископаемых углей,- Известия АН СССР, ОТН, 1951, № 4, с.71-75.

16. Moffat D.H., Weale К.Е. Sorption by coal of methane at high pressure.- Fuel, 1955, vol.34, N4, pp. 449-462.

17. Эттингер И.Л., Ламба Е.Г., Адамов В.Г. Роль газа как понизителя прочности каменных углей.- Доклады АН СССР, 1954, т.49, №6, с. 1057-1059.

18. Винокурова Е.Б., Кецлах А.И. Влияние газовой среды на механические свойства углей при одноосном растяжении.- Горный журнал. Известия ВУЗов. 1977, №10, с. 9-12.

19. Кеидах А.И. Установление закономерностей деформирования газонасыщенных антрацитов с целью диагностики выбросоопасных ситуаций.-Автореферат дисс. к.т.н.-М.: МГИ, 1983 17 с.

20. Чураев Н.В. Физико-химия процессов массопереноса в пористых телах.-М.: Химия, 1990.-272 с.

21. Коган Г.Л., Яновская М.Ф. О модели пористой структуры ископаемых углей,- ХТТ, 1968, №5, с.26-32.

22. Бобин В. А. Сорбционные процессы в природном угле и его структура.-М.: ИПКОН АН СССР, 1987,- 136 с,

23. Marecka A. Effect of grain size on diffusion of gases in coal.- Coal Science. / Ed. J.A.Pajares and J.M.D.Tascon.- Elsevier Science, 1995,- vol.1, pp.23-26.

24. Barrer R.M. Transient flow of gases in sorbents providing uniform capillary networks of molecular dimensions.- Trans.Faraday Soc., 1949, vol.45, pp.356-373.

25. Межфазная граница газ твердое тело./ Под ред. Э.М. Флада - М.: Мир, 1970.-434 с.

26. Белый А.А., Кецлах А.И., Харахан М.Л. Сорбционное деформирование газонасыщенных антрацитов,- ХТТ, 1985, №2, с.25-29.

27. Кецлах А.И., Белый A.A., Максимова Н.Д. Сорбционное деформирование газонасыщенных антрацитов.- ХТТ, 1985, №4, с. 113-118.

28. Иванов Б.М., Фейт Г.Н., Яновская М.Ф. Механические и физико-химические свойства выбросоопасных угольных пластов,- М.: Наука, 1979.195 с.

29. Эттингер И.Л., Радченко С.А. Время релаксации как характеристика меганопереноса в углях,- ФТПРПИ, 1988, №3, Ь.97-101.

30. Астахов A.B., Бунин A.B., Винокурова Е.Б. и др. Об особенностях пористой структуры углей в сорбционных процессах,- ХТТ, 1986, №5, с. 24-27.

31. Дерягин Б.В., Чураев Н.М., Муллер В.М. Поверхностные силы,- М.: Наука, 1985,- 398 с.

32. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика.- М.: Наука, 1979,- 384 с.

33. Физико-химическая механика природных дисперсных систем./ Под ред. Е.Д. Щукина, Н.В. Перцова и др. МГУ, 1985,- 266 с.

34. Щукин Е.Д. Некоторые задачи физико-химической теории прочности дисперсных структур. Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем, 1981, вып. 13, с. 46-53

35. Алексеев А.Д., Айруни А.Т., Зверев И.В. и др. Распад газоугольных твердых растворов. ФТПРПИ, 1994, №3, с.65-70.

36. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения. Успехи физических наук, 1972, т.108. №11, с.3-41.

37. Полферов К.Я. Применение поверхностно-активных веществ для повышения экономичности размола топлива на электростанциях,- М.: Информэнерго, 1975.-24с.

38. Винокурова Е.Б., Кецлах А.И. Изменение механических свойств антрацита при сорбции газов под давлением.- Коллоидный журнал, 1983, т.45, №3, с. 410-414.

39. Эттингер И.Л. Напряжения набухания в системе газ уголь как источник энергии в развитии внезапных выбросов угля и газа. - ФТПРПИ, 1979, №5, с.78-87.

40. Борисенко A.A. Диспергирование углей при внезапных выбросах. М.: Наука, 1985,- 92 с.

41. Зорин А Н., Колесников В.Г., Софийский К.К. и др. Механика и физика динамических явлений в шахтах. Киев: Наукова думка, 1979,- 164 с.

42. Астахов A.B., Винокурова Е.Б., Кецлах А.И. Явление конденсации газов в ископаемых углях. Доклады АН СССР, 1987, т.294, №3, с.626-629.

43. Астахов A.B., Винокурова Е.Б., Гасоян М.С. и др. О разрушении углей под действием диоксида углерода. ХТТ, 1989, №6, с. 56-61.

44. Astakhov A.V., Shirochin D.L. Capillary-like condensation of sorbed gases in coals.-Fuel, 1991, vol. 70,Nl,pp. 51-56.

45. Абрикосов A.A., Горьков Л.FT., Дзялошинский И.Е. Методы квантовой теории поля в статистической физике. М.: Физматгиз, 1962,- 444 с.

46. Астахов A.B., Кецлах А.И., Экономова Л.Н. и др. Электропроводность газонасыщенного угля в различных термодинамических условиях, Доклады АН СССР, 1988, т.302, №6, с. 1402-1404.

47. Астахов A.B., Хазов С.П., Широчин Д.Л., Экономова Л.Н. Особенности механических и электрофизических свойств газонасыщенного угля. -ФТПРПИ, 1991, №5, с.50-54.

48. Духин С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев: Наукова думка, 1975,- 221 с.

49. Норель Б.К. Изменение механической прочности угольного пласта в массиве. М.: Наука, 1983,- с. 128.

50. Zhang X., Chen С., Sun X., Zheng С. Fractal approach to coal particle surface.- Coal Science. / Ed. J.A.Pajares and J.M.D.Tascon.- Elsevier Science, 1995,-vol.1,pp.19-22.

51. Ж. Арене. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых.-М.: Недра, 1975.

52. Крейнин Е. В. Физические и технологические аспекты повышения эффективности подземной газификации угольных пластов- ФТПРПИ, 1993, №1, с.81-85.

53. Демидов Ю. В. Биотехнологическое преобразование угля,- ФТПРПИ, 1993, №1, с. 86-88.

54. Демидов Ю.В. Разработка способов и технических средств обеспечения фазовых преобразований бурых углей для их комплексного использования. -Автореферат дисс. д.т.н. М.: МГУ, 1996. - 42 с.

55. Королева В.Н. Пути повышения коллекторских свойств угленосной толщи и управление ее состоянием. // Комплексное освоение месторождений твержых полезных ископаемых. Вып. 2. М.: ИАЦ ГН МГИ, с. 279-285.

56. Ставрогин А.н., А.Г. Протосеня. Пластичность горных пород. М.: Недра, 1979.

57. A.c. СССР № 836342 Е 21 В 43/28. Состав для физико-химического разупрочнения твердых горючих полезных ископаемых./ Воронков Г.Я., Германович Л.Н., Кусов Н.Ф. и Чураев Н.В. Опубл. 07.06.81.

58. Hat. USA N 3815826 В 02 С 19/00. Chemical comminution and mining of coal/ R.G. Aldrich, D.V. Keller, J Lafayette et al. Publ. 11.06.74.

59. Репка B.B. Прикладная физико-химическая механика углепородных массивов. Киев: Наукова думка, 1991.

60. Pat. USA N 4191425 Е 21 С 41/02. Ethanolamine in a method of recovering coal in aqueus slurrey form/W.D. Bruce Publ. 04.03.80.

61. A.c. СССР № 853105 E 21 С 41/04. Способ добычи угля. / Воронков Г.Я., Гусев Ю.И., Кусов Н.Ф. Опубл. 07.08.81.

62. A.c. СССР № 909169 Е 21 С37/18. Способ добычи угля./Макогон Ю.Ф., Москаленко Э.М. и др. Опубл. 28.02.82.

63. A.c. СССР № 973806 Е 21 В 43/28. Способ добычи угля. / Абрамов Ф.А., Репка В.В.-Опубл. 15.11.82.

64. A.c. СССР № 1044772 Е 21 В 43/28. Способ добычи угля. / Репка В.В. -Опубл. 30.09.83.

65. Кухаренко Г. А. Химия и генезис ископаемых углей. М.: Госгортехиздат, 1960.

66. A.c. СССР № 145605 Е 21 F 5/00. Способ разупрочнения угольного пласта. Астахов A.B., Винокурова Е.Б., Кецлах А.И., Ярунин С.А. Опубл. 07.02.89.

67. Патент РФ № 2046946 Е 21 С 41/00. Способ разупрочнения угольного пласта. Астахов A.B., Экономова Л.Н., Хазов С.П., Широчин Д.Л. Опубл. 27.10.95.

68. Алтунин ВВ. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Издательство стандартов, 1975.

69. Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. М., Легкая промышленность, 1982. - 98 с.

70. Химия Справочное руководство / Пер. с нем. Л., Химия, 1975. - С. 6061.

71. Эттингер И.Л. Физическая химия газоносного угольного пласта. М., Наука, 1981,- 102 с.

72. Эттингер И.Л. Совершенствование методов борьбы с внезапными выбросами угля и газа в угольных шахтах: Отчет / ИГД АН СССР, М., 1955. -60 с.

73. Шапранов В.В., Ярошенко А.П. и др. Изменение свойств вермикулярного графита при внедрении С02. ХТТ, 1991. - №3. - с. 126-132.

74. Конторович С.И., Кирда B.C. и др. О набухании бурого угля в порах различных жидкостей. ХТТ, 1990. - №4. - с. 19-25.

75. Гордеев Г.П. Механические свойства ископаемых углей с позиций физико-химической механики. ХТТ, 1990, - №4. - с. 9-12.

76. Гордеев Г.П. Пластическое состояние ископаемых углей с позиций физико-химической механики. ХТТ, 1991. - №6. - с. 141-142.

77. Русьянова Н.Д., Максимова Н.Е., Жданов B.C. и др. Структура и реакционная способность углей. ХТТ, 1991. - №3. - с. 3-11.

78. Мясников А.А., Мащенко И.Д., Крекунов Г.И. Прогноз углекислотообильности угольных шахт. М., Недра. 1974. - 193 с.

79. Соболева Г.Н. О некоторых свойствах углей, опасных по внезапным выбросам. Химия и технология топлива: Тр. Ин-та горючих ископаемых. Т 12.-М., 1961.

80. Лидин Г.Д. К вопросу о прогнозе расхода кислорода и выделения углекислого газа в угольных шахтах. // Вопросы борьбы с различными газами и пылью. М„ Из-во АН ССР. 1972. С. 5-20.

81. Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных сред. 1970. М.: Недра .

82. Бан А. Влияние свойств горных пород на движение в них жидкости. 1962. М: Гостоптехиздат.

83. Баренблат Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. ДАН СССР, т. 132, №3, 1960.

84. Баренблат Г.И., Желтов Ю.П.Дочина И.Н. Об основных представлениях теории фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. ПММ, т. 24, вып. 5, 1960.

85. Бан А., Басниев К.С., Николаевский В.Н. Об основных уравнениях фильтрации в сжимаемых пористых средах. ПМТФ, 1961, № 3.

86. Коган Г. Л., Крупеня В.Г. Физические основы дегазации выбросоопасных угольных пластов. В кн.:Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. 1973. М: Наука. С.84-117.

87. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. 1978. М.: Наука. 336 с.

88. Полубаринова-Кочинова П.Я. Некоторые плоские задачи теории фильтрации газа в угольном пласте. ПММ, 1954, т.28, с.3-14.

89. Христианович С.А., Салганин Р.Л. Выбросоопасные ситуации. Дробление. Волна выброса, препринт МПМ АН СССР, №152, 1980.

90. Венецианов Е.В., Рубинштейн Р.Н. Динамика сорбции из жидких сред. 1983, М: Наука. 237 с.

91. Золотарев П.П., Дубинин М.Н. Об уравнениях, описывающих внутреннюю диффузию в гранулах адсорбента. ДАН СССР, 1973, т.210, №1, с.136

92. Золотарев ПЛ., Дубинин М.Н. ДАН СССР, 1973, т.210, с.136.

93. Nandi S.P., Walker P.L. Fuel, 1970, 49, №3, p.309-323.

94. Туницкий H.H., Каминский В.А., Тимашев С.Ф. Методы физико-химической кинетики. 1972. М.: Химия. 197 с.

95. Щирочин Д. А., Ткаченко Н.Ф. Перспективы использования капилляроподобной конденсации диоксида углерода в процессах шахтной угледобычи. М„ НТГА, ИГИ. 1998. - С. 44.

96. Хоткин В.А. Механизм пучения пород в подземных выработках. М., Наука. 1965, - 154 с.

97. Ильюшин A.A. Полная пластичность в процессах течения между жесткими поверхностями, аналогия с песчаной насыпью и некоторые приложения. / Прикладная математика и механика. 1955. Т. XIX. Вып. 6. -С. 10.

98. Кацауров H.H. Механика горных пород. М., Недра, 1981. - С. 90-95.

99. Джигрин A.B., Эдельштейн O.A., Ткаченко Н.Ф. и др. Разгрузка приконтурного массива горных выработок диспергированием угольного пласта диоксидом углерода. Брошюра. Изд. ИГД им. A.A. Скочинского. М., 1994.

100. Общие методические положения комплексного исследования проблем горной геомеханики. Тр. ВНИМИ. Сб. 81. Л. ВНИМИ. 1970.

101. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М. Наука. С. 29-87.

102. Большеев Л.И., Смирнов А.Д. Таблицы математической статистики. М. Наука. 1965. С. 10-27.

103. Шемякин Е.И. Две задачи механики горных пород, связанные с освоением глубоких месторождений руды и угля. ФТПРПИ, 1975. №6. С. 2945. Новосибирск.

104. Андреев Ф.Е., Товаров В.В., Петров В.А. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. М. Изд-во Металлургиздат. 1959. С. 315.

105. Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород. М., Наука. 1965. С. 164.

106. Астахов A.B. Термодинамический механизм выбросоопасного разрушения угля. Комплексное исследование свойств горных пород и процессов. Пленарный доклад. Всесоюзная конференция. М., МГИ. 1987 -С. 15.

107. Астахов A.B., Кецлах А.И., Широчин Д.Л. и др. О температурных условиях физико-химического разупрочнения угля при конденсации газовых смесей. Доклад. АН СССР. т. 308, № 2. 1989. С. 394-397.

108. Бочкова О.П., Шрейдер Е.Я. Спектральный анализ газовых смесей. М.: Физматиздат. 1963.

109. Круз П., Макглоулин Д., Макквистан Р. Основы ИК-техники. Пер. с англ. -М.: Воениздат. 1964.

110. Левитин И.Б. Фотография в ИК-лучах. М.: Воениздат. 1961.

111. Эделыитейн O.A., Джигрин A.B., Коворова В.В., Ткаченко Н.Ф. и др. Перспектива использования диоксида углерода для управления состоянием углепородного массива. Брошюра. Изд. ИГД им. A.A. Скочинского. М. 1994. С. 36.

112. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Справочное руководство. М. Гл. ред. Физ.-мат. Лит-ры. Наука. 1976. С. 328.

113. Ткаченко Н.Ф., Эдельштейн O.A., Джигрин A.B. Нетрадиционная технология управления состоянием горного массива с использованием физико-химического воздействия диоксида углерода на уголь. Горный вестник. М. 1994. №1. С. 59-63.

114. Борисов A.A. Механика горных пород и массивов. М., Недра, 1980.

115. Черняк И.Л., Бурчаков Ю.И. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. М., Недра, 1984.

116. Либерман Ю.М. К вопросу об опорном давлении впереди очистного забоя. В кн.: «Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород». М., ИГД им. A.A. Скочинского, 1962. Вып. 1.

117. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах. Л., ВНИМИ, 1990. -211 с.

118. Бажин Н.П. и др. Охрана подготовительных выработок без целиков. М., Недра, 1975.-С. 294.

119. Астахов A.B., Винокурова Е.Б., Кецлах А.И. Влияние фазовых превращений в порах ископаемых углей на формирование выбросоопасных состояний шахтопластов. Уголь. № 1. 1988. С. 18.

120. Семенов Ю.А., Ткаченко Н.Ф. и др. Шахтные испытания технологии диспергирования угольного пласта диоксидом углерода. В сб. «Горное давление, горные удары, сдвижение массива». С.-П. ВНИМИ. 1996. С. 76-84.

121. Докукин A.B. и др. Исследование массива горных пород методами фотомеханики. /. -М., Наука. 1982. 272 с.

122. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела. М., Наука. 1063. 576 с.

123. Фрохт М. Фотоупругость. М., Тостехиздат. 1948-1950, т. 1, 432 е., Т.П. -488 с.

124. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарян A.B. Основы механики горных пород. Л.: Недра, 1977, 496 с.

125. Руппенейт К.Э., Либерман Ю.М. Введение в механику горных пород. М.: Госгортехиздат, 1960, 356 с.

126. Инструкция по выбросу способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках. Л., ВНИМИ, 1991,102 с.

127. Кусов А.Е., Ткаченко Н.Ф. Моделирование напряженно-деформированного состояния углепородного массива при воздействиидиоксида углерода на угольный пласт. Брошюра, изд. ИГД им. A.A. Скочинского. М. 1998. С. 46.

128. N. Tkachenko, A. Jigrin. The influence of carbon dioxide to changing of coal structure and durability. 9-th International conference of coal science. Essen, Germany, 12 September, - 1997. - Vol. 1 P. 111-114.

129. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. M., Наука. 1971. С. 192.

130. Крамер Г. Математические методы статистики. М., ИЛ. 1948. С. 12-108.

131. Лоэв М. Теории вероятности. М., ИЛ. 1962. С. 178.

132. Хольд А. Математическая статистика с техническим приложением. М., ИЛ. 1956. С. 82-92.

133. Ткаченко Н.Ф. Результаты шахтных испытаний процессов диспергирования угольного пласта с целью снижения его удароопасности. Неделя горняка 98. - Научный симпозиум. - M. ~ 2-6 февраля 1998. С. 4-9.

134. Ткаченко Н.Ф., Эдельштейн O.A., Джигрин A.B. Экологически чистое оборудование для производства диоксида углерода и диспергирование угля. -Горный вестник. М., 1994. - № 2. С. 49-52.

135. Тезиков А.Д. Производство и применение сухого льда. М.; Госторгиздат. 1960. 109 с.

136. Рекомендации по регламенту технологического процесса производства сухого льда с сжиженного С02 для цехов, работающих на базе специального сжигания топлива. М., Легкая и пищевая промышленность. 1979. - 120 с.

137. Калинин С.М., Лютенко А.Ф. и др. Управление горным давлением при разработке пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах. Кузбасса. -Кемерово. Книжное изд-во. 1991. С. 247.

138. Грицко Г.И., Цыцаркин В.Н. Горное давление в подготовительных выработках мощных крутых пластов. Новосибирск: Наука, 1967, - С. 212.

139. Штумпф Г.Г., Егоров П.В., Петров А.И., Красильников Б.В. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт. М.: Недра, 1996. -352 с.

140. Джигрин A.B., Кушнеров П.И., Ткаченко Н.Ф. Рекомендуемые паспорта ведения буро-взрывных работ на угольных шахтах России. Изд. ИПКОН РАН, М.,- 1996. С. 71.

141. Джигрин A.B., Кушнеров П.И., Ткаченко Н.Ф. и др. Руководство по ведению взрывных работ в угольных шахтах.Изд. ИПКОН РАН. М., 1996. С. 204.

142. Джигрин A.B., Ткаченко Н.Ф. Комбинированный способ отбойки угля скважинными зарядами с предварительным ослаблением угольного массива диоксидом углерода. Сборник «Разрушение взрывом и необратимые деформации горных пород. М., 1997. С. 110-117.

143. Борисенко A.A. Теоретические основы гидроотжима и гидрорыхления в угольных шахтах. М.: Наука, 1986, С. 3-5.

144. A.C. СССР. № 1456605, Е 21 F 5/00.

145. Арене В.Ж. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. -М.: Наука. 1980, С. 121-122.

146. Патент РФ № 2082886. Способ разупрочнения угольного пласта (варианты), Ткаченко Н.Ф., Хрулев A.C., Эдельштейн O.A., Джигрин A.B. Е 21 F 5/00.

147. Патент РФ № 2082882. Скважинный гидромонитор. Хрулев A.C., Ткаченко Н.Ф., Стариков В.А. Е 21 С 45/00.