Сотрудниками института предложена модель оценки эффективности формирования связанной сети трещин при гидроразрыве труднообрушаемой кровли угольных пластов

Экспансия промышленной отработки месторождений полезных ископаемых во всем мире приводит к ежегодному углублению выработок на несколько метров в год [1]. С увеличением глубины горизонтов отработки месторождений значительно усугубляются горнотехнические условия и возрастают риски аварийных ситуаций с летальными исходами. Снижение темпов добычи и остановки горных работ, обусловленные «механическим» фактором, чаще всего связаны с труднообрушаемыми кровлями, при зависании достаточно протяженных участков кровли без обрушений. Вероятность горных ударов при этом существенно повышается. Снижение удароопасности угольных пластов, склонных к внезапным выбросам породы и газа, является одной из ключевых проблем в области обеспечения геодинамической безопасности ведения горных работ. В работе представлена математическая модель гидроразрыва пород кровли, как одного из ключевых методов снижения удароопасности. На основе трехмерного конечно-разностного анализа с привлечением подхода континуальной механики накопления повреждений в работе выполнен анализ влияния расстояния между скважинами гидроразрыва на формирование эффективной сети трещин в труднообрушаемой кровле. Показано, что с изменением начального расстояния между скважинами гидроразрыва изменяется не только время формирования эффективной сети трещин, но и характер изменения расстояния между смежными областями накопленных повреждений. Проведение гидроразрыва пород кровли из забоя имеет благоприятное влияние на редуцирование опорного давления и снижение удароопасности.

На рисуноках – зависимость момента времени формирования гидросвязи между областями накопленных повреждений от соседних скважин от начального расстояния между скважинами ГР, время разрушения отнесено к началу процесса нагнетания давления (а), распределение вертикальной компоненты тензора напряжений до и после применения технологии ГР в кровле для расчета с начальным расстоянием между скважинами ГР ≈25 м (б).

Результаты опубликованы в работе:
Eremin, M.O., Peryshkin, A.Y. Analysis of the Influence of the Well Spacing on the Formation of an Effective Crack Network in the Hard-To-Cave Coal Roof during Hydraulic Fracturing Based on Mathematical Modeling. Phys Mesomech 28, 397–408 (2025). https://doi.org/10.1134/S1029959924601477