Wyrzuty skalno-gazowe w świetle badań laboratoryjnych i pomiarów kopalnianych

• Autorzy: Topolnicki J. , Wierzbicki M. , Skoczylas N.

Warianty tytułu

EN

Rock and gas outbursts - laboratory tests and in-shaft measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono skrótowo główne kierunki badań nad zjawiskiem wyrzutów skalno-gazowych. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej i w warunkach naturalnych. W laboratorium IMG PAN wypracowano model inicjacji wyrzutu skalno-gazowego w którym główną rolę w inicjacji wyrzutu odgrywa filtracja gazu. Opisane w pracy pomiary ciśnienia gazu przed czołem wyrobiska chodnikowego w kopalni „Pniówek" są próbą wdrożenia modelu wyrzutu do warunków naturalnych. Uzyskane wyniki zdają się świadczyć o tym, że przed czołem wyrobiska chodnikowego w kopalniach jastrzębskich występować może strefa podwyższonych ciśnień zwana barierą odgazowania. W obszarze bariery odgazowania występują maksymalne wartości naprężeń wynikających z obecności gazu w węglu. Dodatkowo strefa ta graniczy z miejscem powstawania spękań przyprzodkowych co jest zjawiskiem wielce niebezpiecznym z punktu zagrożenia wyrzutowego.

EN

The paper briefly reviews the main areas of research work on gas and rock outbursts. Tests were conducted in laboratory conditions and in situ. In the laboratory at the Strata Mechanics Research Institute the model was developed reproducing the initiation of a gas and rock outburst, the process involved being the gas filtration. Measurements of gas pressure ahead of the longwall face in the colliery "Pniówek" were taken to ensure that the model well captures the natural conditions. The results suggest ahead of the face region there is a high pressure zone, known as the degassing barrier. In this region the maximal stresses due to the presence of gas in coal are reported. At that zone severe fracturing occurs, too, which further enhances the risk of an outburst.

Słowa kluczowe

PL

wyrzuty skalno-gazowe; filtracja gazu; zagrożenie naturalne

EN

rock and gas outbursts; gas filtration; natural hazards

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 49, nr spec
• Strony: 99--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr.

Twórcy

autor

Topolnicki J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

autor

Wierzbicki M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

autor

Skoczylas N.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Bodziony J., Nelicki A., Top o lnic ki J., 1989: Wyniki badań laboratoryjnych wyrzutów gazu i węgla, Archiwum Górnictwa, vol. 34, nr 3, s. 581-591.
• [2] Bodziony J., Nelicki A., Topolnicki J., 1990: Investigations of experimental generation of gas and coal out- burst. In Strata as Multiphase Medium. Rock and Gas Outburst. Ed. J. Litwiniszyn, Kraków, Vol. II, pp. 489-509.
• [3] Bodziony J., Nelicki A., Topolnicki J., 1990a: Eksperymentalne badania nad wywołaniem wyrzutów węgla i gazów, Górotwór jako ośrodek wielofazowy. Wyrzuty skalno-gazowe, pod redakcją J. Litwiniszyna, t. II, s. 489-508, Wydawnictwo AGH, Kraków.
• [4] Bodziony J., Krawczyk J., Topolnicki J., 1994: Determination ofthe porosity distribution in coal briąuette by Measurements of the Gas Filtration Parameters in an Outburst Pipę. Int. J. Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 31, No. 6, pp. 661-669.
• [5] Durcan S., Edwards J.S., 1986, The effects of stress and fracturing on permeability of coal, Mining Sciences and Technology, 3, 1986, Elsevier, Amsterdam, Holandia.
• [6] Dyrga L., 1986: Pomiary przepuszczalności w przepływie gazu w piaskowcach i węglu, XIX ZSMG, Kraków.
• [7] Gawor M., Rys z J., 1990, Wyznaczanie współczynnika dyfuzji i szybkości desorpcji dwutlenku węgla w węglach kamiennych skłonnych do wyrzutów. Górotwór jako ośrodek wielofazowy. Wyrzuty skalno-gazowe, pod redakcją J. Litwiniszyna, t. II, s. 399-410, Kraków.
• [8] Gawor M., Rys z J., 2002: Wizualizacja rozpadu węgla oraz badanie szybkich zmian ciśnienia gazu, temperatury i odkształcenia podczas zjawisk gazogeomechanicznych. Archiwum Górnictwa, nr 47, z. I, s. 3-22.
• [9] Gunther J., 1970: Elements pour une theorie nouvelle des degagmants instantaneg, Revue de LTndustrie Minerale, Vol. 2, Nr 11.
• [10] Jakubów A., Tor A.,Tobiczyk S., 2003: Wyrzut metanu i skał w drążonej lunecie rurowej do szybu II na poziomie 1000 m. w KWK „Pniówek” okoliczności, przyczyny, skutki. PAN, Centrum Podst. Probl. Gosp. Sur. Miner., Jastrzębska Spółka Węglowa, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk 17-21 luty 2003.
• [11] Lama R.D., Bodziony J., 1996: Outburst of gas, coal and rock in undeground coal mines, R.D. Lama & Associates, Wollongong, NSW, Australia.
• [12] Nelicki A., Topolnicki J., 1994: Experimental stand for the investigation of outbursts of porous materials saturated with gas. Arch. Min. Scs. Vol. 39 No. 3 (1994) s. 301-311.
• [13] Patching T.H., Botham J.C., 1966: Occurence, research and Control of Sudden Outbursts of Coal and Gas in Canada, Congr. Of Sudden Outbursts of Gas and Rock, Leipcig.
• [14] Tarnowski J., 1976: Badania zagrożenia wyrzutami w kopalniach Thorez, Wałbrzych i Nowa Ruda w świetle mechaniki górotworu i zachowania się gazu w przyociosowej caliźnie węglowej, Mat. Prac Komisji dla Spraw Zagrożeń Związanych z Wyrzutami Gazów i Skał w Kopalniach Węgla, z. 4.
• [15] Topolnicki J., 1993: Estimates of the energy balance for the coal outburst in laboratory conditions. Buli. Pol. Acad. Scs. Earth Sciences Vol. 41 No. 4 (1993), pp. 207-215.
• [16] Topolnicki J., 1999: Wyrzuty skalno-gazowe w świetle badań laboratoryjnych i modelowych. Rozprawa habilitacyjna, Inst. Gospod. Surowcami Mineralnymi PAN, Kraków.
• [17] Topolnicki J., Wierzbicki M., 2000: Phenomenological Description of Gas Seepage in Coal Briquettes. Bulletin of the Polish Academy of Sciences - Earth Sciences, Vol. 48, No. I, 2000, pp. 63-76.
• [18] Ujihira M.,Higuchi K.,Nabeya H., 1985: Scale model studies and theoretical considerations on the mechanism ofcoal and gas outburst, Proc. 21st Int. Conf. Of Safety in Mines Res. Inst., Sydney, NSW, pp. 121-127.
• [19] Wierzbicki M., 1999: Outbursts of Gas and Rocks in View of Laboratory Experiments, Bulletin of Polish Academy of Sciences - Earth Sciences, vol. 47 nr 1, pp. 63-76.
• [20] Wierzbicki M., 2003: Zmiany stanu naprężenia i wytężenia materiału w trakcie prowokowania i inicjacji laboratoryjnego wyrzutu skalno-gazowego, Prace IMG PAN, seria: Rozprawy, Monografie, t. 4.
• [21] Wierzbicki M., 2002: Niestacjonarna filtracja azotu przez brykiety węglowe, Archiwum Górnictwa, vol. 49, z. 2.