Main cause of dynamic phenomena in coal mines

Abstract

The authors analyzed the hypotheses and theories aimed at revealing the nature of the mechanism of the manifestation of gas dynamic phenomena (GDРh) in coal mines and came to the conclusion that "in general, the creation of a theory that explains the nature and mechanism, both in general and of individual types of GDРh, is not possible considered complete, and research in this direction should be continued. We will present our point of view on the essence and mechanism of GDРh, as opposed to known hypotheses and theories. It is clear that the GDРh occurs when the potential energy of the mountain pressure is converted into kinetic energy. This is possible when the coal seam loses its bearing capacity, that is, its strength. It has long been known that the strength of coal increases with the removal of gas from it. The authors point out that as a result of under-processing or processing, the strength coefficient of coal samples increases by 1.2 times. From the experience of the development of highly gas-bearing formations, it is known that in aerated production the near-cut zone of the coal seam is destroyed by a jackhammer, etc., much easier than in the same work with normal ventilation. In the literature, it was not possible to find a mathematical description of the phenomenon of coal strength reduction during its gas saturation. Let's try to fill this gap. To do this, it is necessary to develop a methodology for calculating the bearing capacity of the gas-bearing coal zone, taking into account the internal pressure of the gas.Автори проаналізували гіпотези та теорії, спрямовані на виявлення природи механізму прояву газодинамічних явищ (ГДЯ) у вугільних шахтах, і дійшли висновку, що «загалом, створення теорії, що пояснює природу і механізм, як у загальному, так і окремих видів ГДЯ, не можна вважати завершеними, а дослідження в цьому напрямі необхідно продовження. Ми викладемо нашу точку зору на сутність і механізм ГДЯ, на противагу до відомих гіпотез і теорій. Зрозуміло, що ГДЯ виникає, коли потенційна енергія гірського тиску перетворюється на кінетичну енергію. Це можливо, коли вугільний пласт втрачає несучу здатність, тобто міцність. Давно відомо, що міцність вугілля зростає з видаленням з нього газу. Автори вказують, що в результаті недоробки або переробки коефіцієнт міцності зразків вугілля збільшується в 1,2 рази. З досвіду розвитку високогазоносних пластів, відомо, що в загазованій виробці привибійна зона вугільного пласта руйнується відбійним молотком і т. д. набагато легше, ніж у тій же роботі зі звичайною вентиляцією. У літературі математичний опис явища зниження міцності вугілля під час його газонасичення виявити не вдалося. Спробуємо заповнити цю прогалину. Для цього необхідно розробити методику розрахунку несучої здатності привибійної зони газоносного вугілля з урахуванням внутрішнього тиску газу.