Введение
Глава. 1. Состояние вопроса по исследованию влияния различных форм связи метана с угольной матрицей на формирование газодинамических процессов в краевых зонах угольных пластов 10
1.1. Внезапные выбросы угля и газа при подземной разработке угольных пластов 11
1.1.1. Внезапные выбросы угля и газа на шахтах мира, России, Кузбасса 11
1.1.2. Природа и механизм внезапных выбросов угля и газа 14
1.1.3. Методы прогноза и способы предотвращения внезапных выбросов 19
1.1.4. Детали теории внезапных выбросов угля и газа, требующие уточнения 21
1.2. Метан и его содержание в угольных пластах 23
1.2.1. Формы связи метана с угольной матрицей 23
1.2.2. Особенности структуры природного угля
1.3. Клатратные соединения, газовые гидраты метана в угольной матрице 30
1.4. Выводы 36
1.5. Цель и задачи исследования 37
Глава. 2. Экспериментальные исследования образования и разложения газовых гидратов метана в порах природного угля 38
2.1. Требования к экспериментальной установке 38
2.2. Общая схема и технические характеристики установки 40
2.3. Сорбционный анализ образца угля 44
2.4. Фазовые превращения метана при разложении газовых гидратов в порах угольной матрицы 48
2.5. Выводы 58
Глава. 3. Количественные закономерности и условия разложения газовых гидратов метана в порах природного угля 59
3.1. Термобарические точки разложения и образования газовых гидратов метана в порах природного угля з
3.2. Количество влаги в порах угля, вовлекающейся в гидратообразование 64
3.3. Состояние воды в порах природного угля 72
3.4. Энергия активации процесса разложения и образования гидратов метана в порах природного угля 76
3.5. Выводы 83
Глава. 4. Влияние объема образующихся трещин в краевой зоне угольного пласта на устойчивость газогидратов 84
4.1. Энергетическая оценка трещинообразования 84
4.2. Силовая оценка трещинообразования 88
4.3. Образование и взаимодействие трещин 92
4.4. Увеличение свободного объема, доступного для газовой фазы и его влияние на разложение газовых гидратов 99
4.5. Выводы 104
Глава. 5. Влияние фазовых превращений метана на формирование газодинамических явлений 105
5.1. Параметры состояния газовой фазы и количественные оценки
фазовых превращений метана в порах и трещинах угольного пласта 106
5.2. Поглощаемая теплота фазового перехода, время установления температурного равновесия 108
5.3. Влияние свободной, сорбированной и газогидратной форм метана на ускоряющийся рост трещин и развитие внезапного выброса угля и газа 114
5.4. Выводы 120
Заключение 121
Список литературы
