Komputerowa symulacja stanu naprężenia w sąsiedztwie wyrobiska górniczego z uwzględnieniem przepływu gazu

• Autorzy: Walaszczyk J. , Florkowska L.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of stress distribution around an excavation area, considering gas flow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnim czasie polskie górnictwo boryka się ze wzrostem zagrożeń naturalnych, do których należy również zagrożenie metanem. Jak podaje Główny Instytut Górnictwa, już ponad 80% węgla wydobywanych jest w Polsce w warunkach zagrożenia metanowego. Ma to związek zarówno ze zwiększaniem głębokości, jak i koncentracją eksploatacji. Profilaktyka metanowa, polegająca na wcześniejszym odgazowaniu pokładu, jest w warunkach niskiej przepuszczalności polskich węgli bardzo trudna. Dodatkowe zagrożenie stanowią zjawiska gazodynamiczne, w wyniku których zalegający pod dużym ciśnieniem metan może zostać wypchnięty do wyrobiska. Migracja gazu z warstw spągowych do pokładów pierwotnie nie zawierających metanu oraz do wyrobisk stanowi poważne zagrożenie bezpieczeństwa. Przedmiotem pracy było wyznaczenie stanu naprężenia w otoczeniu wyrobiska górniczego, z uwzględnieniem oddziaływania ciśnienia metanu oraz procesu migracji metanu poprzez szczeliny do warstw pierwotnie go nie zawierających. Istotą analizy była symulacja zjawisk zachodzących w masywie skalnym podczas eksploatacji węgla kamiennego, w sytuacji, kiedy możliwa jest migracja metanu z niżej zalegającego pokładu. Zagadnienie rozwiązywane było na drodze modelowania numerycznego, metodą elementów skończonych. Do obliczeń wykorzystano pakiet programów MES-Abaqus.

EN

One of the natural dangers in coal mining in Poland is methane migration between rock layers. The following paper discusses that issue. The main aim of the paper was to obtain stress distribution around mining excavation area, considering the influence of methane pressure and the process of methane migration through gaps into layers previously without it. In particular, the paper presents a simulation of processes occurring in rock mass during coal exploitation when the migration of methane from lower layers is possible. The issue was solved by numerical modelling, using the Finite Element Method. MES-Abaqus code was used for calculations.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; eksploatacja górnicza; naprężenia; węgiel; metan; przepływ gazu; szczeliny

EN

numerical modelling; coal mining exploitation; stress state; methane; gas flow; gaps

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 34, z. 2
• Strony: 593--599
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Walaszczyk J.

• Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Florkowska L.

• Instytut Mechaniki Górotworu, Polska Akademia Nauk, Kraków

Bibliografia

• [1] Dyrga L., Żółcińska J.: Eksperymentalne badania przepływu gazu o zróżnicowanych zdolnościach sorpcyjnych w skałach. Prace IMG PAN, 1997
• [2] Gamson P.D., Beamish B.B., Johnson D.P.: Coal Microstructure and Micropermeability and their Effects on Natural Gas Recovery. Fuel, 702 1993. s. 87–99
• [3] Kwaśniewski M., Lasek S.: Analiza numeryczna migracji metanu z warstw spągowych do wyrobiska ścianowego. Górnictwo i Geoinżynieria, 3/1, 2007
• [4] Oświadczenie Głównego Instytutu Górnictwa z dn. 22.09.2009, NETTG.pl Portal Trybuny Górniczej, http://www.nettg.pl/Artykuly/Analizy-i-Komentarze/Drukuj/GIG:-80-procent-wydobycia-z-pokladow-metanowych, 27568, 2009
• [5] Ryncarz T.: Zarys fizyki górotworu. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1993, s. 184–189
• [6] Theory Manual ABAQUS