Моделювання умов взаємодії елементів транспортно-технологічної системи «шахтний газопровід – гірнича виробка»

Анотація

Мета статті полягає у моделюванні умов взаємодії елементів системи «шахтний газопровід – гірнича виробка» («ШГ – ГВ») для встановлення зон еквівалентних деформацій та напружень у лінійних частинах дегазаційних газопроводів, які визначають їх технічний стан і пропускну здатність.Для досягнення поставленої мети проведено експертну оцінку існуючих підходів щодо моделювання шахтних дегазаційних трубопроводів, що споруджуються в пластових підземних виробках з породами підошви, схильними до здимання. За результатами планових маркшейдерських замірів технічного стану пластових підготовчих виробок встановлено потенційно небезпечні зони деформацій гірського масиву та показники зміни просторового положення дільничних дегазаційних газопроводів. За результатами діагностики технічного стану шахтних газопроводів та досліджень умов взаємодії його з гірничим масивом було встановлено, що в зонах фланцевих з'єднань його ланцюгів під впливом деформацій гірського масиву утворюються прогини трубопроводу і, як наслідок, зони скупчення води, інтенсивної корозії внутрішніх стінок труб та механічних відкладів із вугільного і породного пилу. Отримано фактичні данні про величини деформацій порід підошви виробок та моделювання технічного стану шахтного дегазаційного трубопроводу із застосуванням програмного комплексу SolidWorks. Встановлено особливості взаємодії елементів транспортно-технологічної системи «ШГ – ГВ» та запаси їх міцності для характерних ділянок газопроводу. Експериментально підтверджено, що до дії деформацій гірського масиву та механічних руйнувань найбільш схильні стикові з'єднання ланок шахтного газопроводу, що провокує зниження пропускної здатності газопроводу і потребують розробки нових технічних рішень щодо його модернізації. Обґрунтовано нові підходи щодо діагностики технічного стану шахтного дегазаційного газопроводу (ШДС) у складних гірничо-геологічних умовах розробки газоносних вугільних пластів шляхом моделювання у просторі й часі транспортно-технологічної системи «шахтний газопровід – гірнича виробка». Встановлено потенційно небезпечні зони зміни висотного положення траси шахтного дегазаційного газопроводу в залежності від деформацій гірського масиву в дільничних підготовчих виробках. Інноваційні технічні рішення щодо діагностики дегазаційних газопроводів планується впровадити на шахтах України, що розробляють газоносні вугільні пласти, для удосконалення методик діагностування та моніторингу діючих ШДС.