Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Фізичні процеси гірничого виробництва


Павлиш Володимир Миколайович. Розвиток теоретичних основ комплексної гідропневматичної дії на вугільні пласти : дис... д-ра техн. наук: 05.15.11 / НАН України; Інститут геотехнічної механіки ім. М.С.Полякова. - Д., 2005.



Анотація до роботи:

Павлиш В.М. Розвиток теоретичних основ комплексної гідропневматичної дії на вугільні пласти.

Дисертація на здобуття ученого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.11 “Фізичні процеси гірничого виробництва”. – Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2005.

Робота присвячена проблемі підвищення ефективності процесів дії на вугільні пласти як способу підвищення інтенсивності очисних робіт, темпів проведення гірничих виробок та поліпшення умов праці за рахунок зміни стану пласта.

В роботі розвинені теоретичні основи таких процесів, як гідравлічна обробка, пневматична обробка та дегазація привибійної зони пласта.

Проведені комп'ютерні експерименти на основі математичної моделі процесу гідравлічної дії на вугільні пласти, яка відрізняється тим, що базується на рівняннях нелінійно-пружного режиму нестаціонарного плину рідини в тріщінувато-пористому суцільному середовищі та враховує анізотропію фільтраційних властивостей пласта.

В результаті моделювання встановлені причини недостатньої ефективності технології гідравлічної дії, що застосовується, та запропонована нова технологія каскадної гідрообробки пласта, яка дозволяє підвищити якість та ефективність дії.

Розроблені методи оцінки якості гідравлічної обробки за двома показниками та теоретично показано, що при використанні каскадної технології якість дії згідно до показника величини необроблених ділянок пласта підвищується на 50...80%, а до варіації приросту вологості - – 1,2…2,2 рази.

Дані натурних експериментів підтвердили результати теоретичних розробок.

З метою удосконалення процесу проектування технологічних схем гідравлічної дії розроблені основи системи автоматизованого проектування, яка дозволяє удосконалити роботу проектанта як з використанням ЕОМ, так і в традиційному варіанті.

Для підвищення якості практичної реалізації технології нагнітання рідини в пласт розроблено проект апаратно-програмного комплексу контролю параметрів та управління процесом гідравлічної дії.

Розроблено модифікований метод чисельного розв'язання крайової задачі, яка описує процес пневмообробки вугільного пласта. Методом математичного моделювання показано можливість застосування пневматичної дії для попередньої обробки незволоженого пласта.

Розроблено математичну модель процесу дегазації привибійної зони вугільного пласта свердловинами та показано можливість зниження газовиділення в лаву.

Розглянуто комплексний підхід до реалізації процесів дії на вугільний пласт у три етапи: пневмообробка, гідрообробка, дегазація привибійної зони.

В диссертационной работе дано теоретическое обобщение и предложено новое решение актуальной научной проблемы, заключающейся в развитии научных основ процессов гидропневматического воздействия на угольные пласты как способа изменения их состояния для снижения интенсивности проявлений основных опасностей на базе впервые установленных зависимостей, учитывающих нелинейно-упругий режим течения жидкостей в анизотропной трещиновато-пористой сплошной среде, что позволило разработать новые технологии, обеспечивающие повышение эффективности обработки, выражающееся в уменьшении площадей необработанных участков пласта на 50…80% и вариации прироста влажности в 1,2…2,2 раза, достижении коэффициента дегазации порядка 0,3 и способствующие увеличению нагрузки на очистной забой, темпов проведения горных выработок и улучшению условий труда.

Основные научные результаты, полученные в работе, можно сформулировать следующим образом.

  1. Процесс увлажнения угольного пласта при гидравлическом воздействии через одиночную скважину обуславливает высокий уровень вариации прироста влажности от 0 до 4% в обрабатываемом массиве. Повышение равномерности увлажнения обеспечивается учетом коэффициента проницаемости пласта как переменной величины стохастического характера.

  2. При гидравлическом воздействии на угольный пласт через каскад скважин за счет взаимодействия встречных потоков происходит возрастание локального давления жидкости в окрестности слабопроницаемых зон пласта до величины 0,6…0,8 от давления на скважине, что обеспечивает изменение направления векторов скорости фильтрующейся жидкости в сторону слабопроницаемых зон и более качественное их увлажнение.

  3. Применение предложенной каскадной технологии гидровоздействия, основанной на одновременном нагнетании жидкости через группу скважин в режиме, обеспечивающем взаимодействие встречных потоков, позволяет уменьшить площадь необработанных зон на 50…80% и снизить коэффициент вариации прироста влажности в 1,2…2,2 раза по сравнению с воздействием через одиночные скважины.

  4. Соотношение между давлением и темпом нагнетания жидкости при гидравлическом воздействии на пласт представляет собой пропорциональную зависимость, которая является основой алгоритма управления процессом увлажнения пласта при автоматизированном контроле параметров и управлении гидравлическим воздействием.

  5. При пневматическом воздействии снижение газонасыщенности пласта происходит в соответствии с экспоненциальной убывающей зависимостью и позволяет получить коэффициент дегазации порядка 0,3. Комплексное гидропневматическое воздействие обеспечивает целенаправленное изменение состояния угольного пласта, необходимое для повышения нагрузки на очистной забой и темпов проведения горных выработок.

  6. Впервые установлены физическая сущность и механизм процесса гидравлического воздействия на угольный пласт с учетом стохастического характера проницаемости среды и режима взаимодействия встречных потоков жидкости при ее одновременном нагнетании через группу скважин.

  7. Впервые разработан способ преодоления отрицательного влияния фильтрационной анизотропии на качество гидравлического воздействия на основе каскадной технологии.

  8. Впервые установлены критерии оценки качества насыщения угольного пласта жидкостью и эффективности технологии гидравлического воздействия.

  9. Разработана новая вычислительная модель для исследования и расчета параметров процесса пневмообработки угольного пласта, рекомендуемого к применению в комплексе с гидравлическим воздействием.

  10. В результате развития теоретических основ процесса гидравлического воздействия на угольный пласт разработана каскадная технология гидрообработки угольного массива, обеспечивающая повышение качества насыщения пласта жидкостью.

  11. Разработаны новые методики расчета параметров технологических схем увлажнения, отличающиеся тем, что они основаны на современных теоретических представлениях о процессе гидравлического воздействия.

  12. Разработаны основы построения системы автоматизированного проектирования технологии гидравлического воздействия на угольный пласт, повышающей качество проектных решений и рекомендуемой к использованию в научно-исследовательских организациях, производственных условиях и учебных заведениях.

  13. Разработан проект системы автоматизированного контроля параметров и управления процессом гидравлической обработки пласта, применение которой обеспечивает повышение качества управления процессом и снижение численности занятого персонала.

  14. Проведены экспериментальные исследования каскадного способа гидравлического воздействия на угольные пласты в промышленных условиях на 5 шахтах, что позволило подтвердить теоретические результаты, уточнить параметры и провести окончательную разработку технологии каскадной гидрообработки пластов. Расхождение результатов теоретических исследований и экспериментальных данных не превышает 15%.

  1. Рассчитаны показатели ожидаемой экономической эффективности каскадной технологии, которые составили от 25,5 до 33,5 тыс. грн. в год на одну лаву и порядка 18 тыс. грн. в год на одну подготовительную выработку.

Публікації автора:

  • Павлыш В.Н. Развитие теории и совершенствование технологии процессов воздействия на угольные пласты: Монография. - Донецк: РВА ДонНТУ, 2005. - 347с.

    Павлыш В.Н. Технология каскадной гидрообработки пласта как способ преодоления его анизотропии //Изв. Донецкого горного института. – 2002. – Вып.2. - С.58-60.

    Павлыш В.Н. Математическая модель процесса гидродинамического воздействия на угольный пласт //Вісті Донецького гірничого інституту. – 2003. -№2. - С. 58-62.

    Павлыш В.Н. Проектирование и расчет параметров технологических схем гидродинамического воздействия на угольный пласт //Изв. Донецкого горного института. – 2005. –Вып.1. - С. 16-21.

    Павлыш В.Н. Исследование процесса пневмообработки угольного пласта методом математического моделирования //Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ. – Макеевка, 2004. – Ч.2. - С.43-48.

    Павлыш В.Н. Расчет параметров технологических схем воздействия на угольный пласт текучими //Научные основы создания высокопроизводительных шахт: Сб. науч. тр. МГИ. - М., 1975. – Вып. VIII. - С. 12-16.

    Павлыш В.Н. Расчет оптимального программного управления в линейной системе на аналого-цифровом комплексе //Автоматизация и оптимизация режимов электрических систем и приводов: Сб. науч. раб. – Донецк: Изд. ДПИ, 1971. - С. 142-146.

    Москаленко Э.М., Павлыш В.Н., Штерн Ю.М. Исследование эффективности каскадного нагнетания жидкости в анизотропный угольный пласт //Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Науч.-тех. реф. сб. - М.: ЦНИЭИуголь, 1981. - №3(165). - С.18-20.

    Павлыш В.Н., Иващенко В.Д. Технологические схемы и механическое оборудование гидрообработки угольного пласта // Изв. Донецкого горного института. - 2001. - № 1. - С. 21-23.

    Сусленков Б.Д., Павлыш В.Н. Совершенствование режимов насыщения угольного пласта текучим //Добыча угля подземным способом: Науч.-тех. реф. сб. – М.: ЦНИЭИуголь, 1978. - №7(139). - С.32-33.

    Павлыш В.Н., Аль-Дахле М.З. Оптимизация характеристик автомата с принудительной адресацией микрокоманд для систем автоматизированного контроля //Изв. Донецкого горного института. - 1998. - №1. – С. 92-93.

    Павлыш В.Н., Аль-Дахле М.З. Минимизация числа микрокоманд в автомате с комбинированной адресацией //Информатика, кибернетика и вычислительная техника: Сб. тр. ДонГТУ. – 1997. –Выпуск 1. - С.151-158.

    Павлыш В.Н., Шамаев В.В. Физические аспекты моделирования развития зоны разрушения в горном массиве //Изв. Донецкого горного института. - 2002. – Вып.3. - С.36-40.

    Павлыш В.Н., Добровольский Ю.Н. Математическое моделирование динамических процессов в системах с распределенными параметрами: Науч. тр. ДонНТУ Сер. Проблемы моделирования и автоматизации проектирования динамических систем. – Донецк: ДонНТУ, 2002. - Вып. 52. - С. 48-56.

    Разработка цифрового регулятора участка по газовому фактору /Л.П. Фельдман, В.В. Лапко, В.Н. Павлыш, А.М. Морев, Ю.В. Деев //Безопасная эксплуатация электромеханического оборудования в шахтах: Сб. ст. МакНИИ. - Макеевка, 1972. – Выпуск 4. - С. 70-76.

    Морев А.М., Павлыш В.Н. Газовыделение из спутников и сдвижение горных пород //Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ. - Макеевка, 1972. – Выпуск 8. - С. 84-90.

    Павлыш В.Н., Ладыженский Ю.В. Исследование процесса дегазации призабойной зоны пласта на математической модели //Изв. вузов СССР. Горный журнал. – 1978. - №3. - С. 61-63.

    Исследование процессов принудительной дегазации призабойной зоны угольного пласта методом математического моделирования /Ю.В. Деев, Х.А. Баев, В.Н. Павлыш, Ю.В. Ладыженский //Вентиляция и газодинамические явления в шахтах: Сб. ст. – Новосибирск: Изд. СО АН СССР, 1978. - С.62-66.

    Численный метод расчета переходных процессов в длинных трансмиссиях буровых машин /Г.Г. Бойко, П.А. Горбатов, В.Г. Гуляев, В.Н. Павлыш, И.В. Шавлак //Сб. науч. тр. НГА Украины. - Днепропетровск, 1998. - № 3. - Том 6. - С.47-53.

    Павлыш В.Н., Перинская Е.В. Расчет параметров машин, содержащих конвективные узлы, с применением компьютеров //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. тр. - Донецк, 2003. - Вып. 26. - С. 10-15.

    Моделирование процессов дегазации спутников угольных пластов на ЦВМ /А.М. Морев, Ю.В. Деев, В.Н. Павлыш, З.И. Симонова, С.Е. Рыкова //Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ. – Макеевка, 1974. – Вып.10. - С. 191-196.

    Деев Ю.В., Баев Х.А., Павлыш В.Н. Оценка возможной эффективности дегазации скважинами призабойной зоны очистного забоя //Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ. – Макеевка, 1976, - Вып.12. - С. 40-43.

    Павлыш В.Н., Чеснокова О.В. Разработка системы автоматизированного проектирования технологических схем нагнетания жидкости в угольный пласт //Вісті Донецького гірничого інституту. - 2003. - №2. - С. 8-14.

    Шамаев В.В., Павлыш В.Н., Кулиш Е.В. Экономико-математическое моделирование в разработке экологически безопасной стратегии и программ развития производства //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. - Донецк: Изд-во ДонГТУ, 2000. - Выпуск 13. - С.56-60.

    Определение расстояния между шпурами при дегазации пласта из очистного забоя/ Ю.В. Деев, Х.А. Баев, В.Т. Водолазский, В.Н. Павлыш //Улучшение охраны труда и техники безопасности на предприятиях угольной промышленности: Сб. науч. тр. МакНИИ. – Макеевка, 1979. – Вып.3. - С.33-39.

    Павлыш В.Н., Перинская Е.В. Математическое моделирование машин, включающих узлы конвективного типа //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 21. - С 178-184.

    Павлыш В.Н., Перинская Е.В. Моделирование и расчет параметров машин, содержащих конвективные узлы и дополнительные конструкции //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. – Донецк: ДонНТУ, 2004. - Вып. 28. - С. 224-230.

    Павлыш В.Н. Дискретное моделирование процесса гидродинамического воздействия на угольный пласт //Научные основы создания высокопроизводительных шахт: Сб. науч. тр. – М.: Изд. МГИ, 1974. – Вып. VII. - С. 122-125.

    Павлыш В.Н. Обработка результатов газовых съемок на ЭЦВМ //Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ.– Макеевка, 1973. – Вып.9. - С. 183-187.

    Морев А.М., Лапко В.В., Павлыш В.Н. О возможности исследования процессов дегазации спутников угольных пластов скважинами методами математического моделирования на АВМ и ЦВМ //Безопасная эксплуатация электромеханического оборудования в шахтах: Сб. ст. МакНИИ. – Макеевка, 1972. – Вып.4. - С. 89-95.

    Деев Ю.В., Шумко Ю.И., Павлыш В.Н. Распределение концентрации метана в выработанных пространствах выемочных участков крутых пластов //Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах: Сб. ст. МакНИИ. – Макеевка, 1973. – Вып.9. - С. 73-79.

    Федяев О.И., Павлыш В.Н., Касимов С.О. Разработка и исследование на ЭВМ алгоритма квазиоптимального управления процессом дегазации спутников угольного пласта //Применение ЭВМ и математических методов в горном деле: Тр. 17-го междунар. симп. - М.: Недра, 1982. - Том 3. - С.25-27.

    Москаленко Э.М. Павлыш В.Н., Штерн Ю.М. Рекомендации по автоматизации проектирования гидродинамического воздействия на угольный пласт: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГИ, 1981. - 61с.

    Определение размеров технологических целиков /О.К. Мороз, Н.Н. Касьян, В.Н. Павлыш, П.А. Осин //Разработка месторождений полезных ископаемых: Респ. межвед. науч.- техн. сб. - Киев: Техника, 1983. – Вып.66. - С.27-30.

    Павлыш В.Н. Математическое моделирование и расчет параметров технологических схем гидродинамического воздействия на угольный пласт //Матер. междунар. конф. «III школа геомеханики». - Польша, Гливице - Устронь, 23-26 ноября 1997. – Ч. II. - с.145-152.

    Мороз О.К., Павлыш В.Н., Аль-Дахле М.З. Автоматизация управления процессом гидродинамической обработки угольного пласта //Матер. междунар. конф. «III школа геомеханики». - Польша, Гливице-Устронь, 23-26 ноября 1997. – Ч. II. - С.133-136.

    Павлыш В.Н. Оценка эффективности технологических схем гидродинамического воздействия на угольный пласт //Матер. междунар. конф. «VIII международный симпозиум Геотехника'98». - Польша, Гливице - Устронь, 1998. - Часть II. - С.109-118.

    Мороз О.К., Павлыш В.Н., Чеснокова О.В. Автоматизация проектирования технологии гидродинамической обработки угольных пластов //Матер. междунар. конф. «VIII международный симпозиум Геотехника'98». - Польша, Гливице - Устронь, 1998. - Часть II. - С.91-98.

    Павлыш В.Н. Математическое моделирование процесса увлажнения угольного пласта //World Mining Congress "ICAMC'98 - 13th International Conference on Automation in Mining. ASRTP - 13thInternational Conference on Process Control and Simulation". – September 8-11, 1998, High Tatras, Slovak Republic. – С. 219-222.

    Автоматизированный контроль процесса нагнетания жидкости в угольный массив /О.К. Мороз, В.Н. Павлыш, О.В. Чеснокова, Л.А. Кондаревич //World Mining Congress “ICAMC'98 – 13th International Conference on Automation in Mining. ASRTP’98 – 13th International Conference on Process Control and Simulation”. - September 8-11, 1998, High Tatras, Slovak Republic. - С.482-485.

    Павлыш В.Н. Математическое моделирование процесса пневмообработки угольного пласта как одного из вариантов снижения газовыделения //Матер. междунар. конф. «IX международный симпозиум Геотехника'2000». - Польша, Гливице - Устронь, 17-21 окт. 2000. - С.135-146.

    Мороз О.К., Павлыш В.Н., Лазебная Л.А. Аппаратное обеспечение автоматизированного контроля параметров процесса гидродинамической обработки угольного пласта //Матер. междунар. конф. «IX международный симпозиум Геотехника'2000». - Гливице - Устронь, Польша, 17-21 окт. 2000. - С.105-110.

    1. Павлыш В.Н. Технология каскадной гидрообработки пласта как способ преодоления его анизотропии //Сб. тр. IX Междунар. науч.-техн. конф. «Машиностроение и техносфера XXI века». - Севастополь, 2002. - т.2. - С. 204-209.

    2. Павлыш В.Н., Каплюхин А.А. Экономическая оценка каскадной технологии гидрообработки пласта //Сб. тр. IX Междунар. науч.-техн. конф. «Машиностроение и техносфера XXI века». - Севастополь, 2002. - Т.2. - С. 209-211.

    3. Павлыш В.Н., Лазебная Л.А., Чеснокова О.В. Автоматизация контроля и управления процессом нагнетания жидкости в пласт //Матер. 4-го междунар. науч.-техн. сем. «Практика и перспективы развития институционного партнерства». - Донецк-Таганрог, 2003. - Т.1. - С. 61-67.

    4. Павлыш В.Н., Лазебная Л.А. Автоматизированное управление процессом нагнетания жидкости в угольный пласт //Вісті Донецького гірничого інституту. - 2003. - №2. - С. 84-88.

    В публикациях, выполненных в соавторстве, диссертанту принадлежит следующее:

    математическая постановка и выбор алгоритма решения краевых задач [8,9,10,11,12,13,14,18,19,20,21,25,27];

    теоретическое обоснование технологической схемы [8,33];

    теоретическое обоснование структур и алгоритмов моделирования [11,16,32,36,38,40,42,45];

    анализ математических моделей и вариантов их применения [13,15,18,22,24,29,30,34,44];

    анализ и обработка результатов расчетов [31,34].


    		•
    Мистецтвознавство
    Геолого-мінералогічні
    Сільськогосподарські     		Економічні
    Історичні
    Філософські     		Юридичні
    Філологічні
    Географічні     		Педагогічні
    Медичні
    Фармацевтичні     		Математичні
    Ветеринарні
    Архітектура    		 Психологічні
    Військові
    Соціологічні     		Технічні
    Політичні
    Право     		Фізика
    Хімічні
    Біологічні     		Фізичне виховання
    Державне управління
    Національна безпека
    Договор публичной оферты. © Электронная библиотека диссертаций. Скачать диссертацию. 2007-2018.