Кінетична теорія руйнування вугільної/породної крайової ділянки газонаповненими тріщинами. Раптове розвантаження
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.3.207Ключові слова:
coal bed, gas-filled crack, filtration, outburstАнотація
Кiнетична теорiя руйнування крихких матерiалiв застосована до дослiдження докритичного i критичного зростання трiщин у газонасичених гiрських породах. У таких матерiалах важливу роль вiдiграє фiльтрацiя газу з оточення в порожнину зростаючої трiщини. Явний облiк цього чинника в поєднаннi з динамiкою напруженого стану пласта дозволив, в припущеннi, що виконується критерiй Грiффiтса, встановити швидкiсть росту магiстральної трiщини. Встановлено, що пiсля раптового розвантаження пласта при його вiдпрацюваннi, трiщини певних розмiрiв i орiєнтацiї негайно “вистрiлюють”, пiсля чого їх подальше зростання вiдбувається в мiру надходження газу всередину трiщин. Дана оцiнка часу фiльтрацiйного зростання трiщин. Знайдено областi змiни керуючих параметрiв (пластового тиску газу, розмiрiв трiщин, надлишкового тиску, поверхневої енергiї вугiлля/породи, модуля пружностi), всерединi яких спонтанне руйнування пласта стає можливим. Це вiдкриває шлях до прогнозування раптових викидiв вугiлля, породи i газу.
Посилання
A.D. Alexeev. Physics of Coal and Mining Processes (CRC Press, 2011). https://doi.org/10.1201/b11491
S.A. Khristianovich, R.L. Salganik. Sudden Outbursts of Coal and Gas, Stresses and Strains. Preprint 153 (Inst. Probl. Mech. of the AS of the USSR, 1980) (in Russian).
G.A. Shevelev. Dynamics of Coal, Rock, and Gas Outbursts (Naukova Dumka, 1989) (in Russian).
J. Ma., Int. J. Rock Mech. Geotech. Eng. 7, 51 (2015).
A.D. Alexeev, E.P. Feldman, T.A. Vasilenko. Kinetics of methane desorption from coal nano- and mesostructures. Energy and Fuels 24, 4375 (2010). https://doi.org/10.1021/ef1004896
S.A. Khristianovich, R.L. Salganik. Outburst-Prone Situation, Crushing, Outburst Wave. Preprint 152 (Inst. Probl. Mech. of the AS of the USSR, 1980) (in Russian).
A.A. Griffith. The phenomena of rupture and flow in solids. Phil. Trans. Royal Society of London A221, 163 (1921). https://doi.org/10.1098/rsta.1921.0006
T.L. Anderson. Fracture Mechanics. Fundamental and Appications (CRC Press, 1995).
G.I. Barenblatt. Mathematical theory of equilibrium cracks appearing under brittle fracture. J. Appl. Mech. Tech. Phys. 4, 3 (1961).
H. Zhi-ru, J. Yao-dong, Z. Yi-xin, G. Qing-ji. Study of crack propagation of bump-prone coal sample. Procedia Earth and Planetary Sci. 1, 471 (2009). https://doi.org/10.1016/j.proeps.2009.09.075
Li Zhenlei, Dou Linming, Cai Wu et al. Investigation and analysis of the rock burst mechanism induced within fault–pillars. Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 70, 192 (2014). https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2014.03.014
L.S. Metlov, M.M. Myshlyaev, A.V. Khomenko, I.A. Lyashenko. Slip model for grain boundaries in the course of deformation. Tech. Phys. Lett. 38, 11 (2012). https://doi.org/10.1134/S1063785012110107
E.P. Feldman, V.M. Yurchenko, V.A. Streltsov, E.V. Volodarskaya. Precritical growth of cracks in gas-containing materials. Sov. Phys. Solid State 34, 618 (1992).
B.B. Beamish, P.J. Crosdale. Instantaneous outbursts in underground coal mines: An overview and association with coal type. Int. J. Coal Geology 35, 27 (1998). https://doi.org/10.1016/S0166-5162(97)00036-0
A.D. Alekseev, E.P. Feldman. Non-Equilibrium Thermodynamics and Outburst Hazard of a Coal Bed. Ukr. J. Phys. 57, 619 (2012).
S. Xue, Y.C. Wang, J. Xie, G. Wang. A coupled approach to simulate initiation of outbursts of coal and gas – Model development. Int. J. Coal Geol. 86, 222 (2011). https://doi.org/10.1016/j.coal.2011.02.006
S. Wang, D. Elsworth, J. Liu. Rapid decompression and desorption induced energetic failure in coal. Int. J. Rock Mech. Geotech Eng. 7, 345 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.01.004
S. Wisetsaen, C. Walsri, K. Fuenkajorn. Effects of loading rate and temperature on tensile strength and deformation of rock salt. Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 73, 10 (2015). https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2014.10.005
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
