Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Василенко Т. А., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, tvasilenko@mail.ru

Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия

Кириллов А. К., ведущий научный сотрудник, д-р техн. наук

ООО «Геотехническое бюро», Санкт-Петербург, Россия

Вильнер М. А., главный специалист, канд. техн. наук

АО «СУЭК», Москва, Россия

Мешков А. А., технический директор, канд. техн. наук

АО «СУЭК-Кузбасс», Ленинск-Кузнецкий, Россия

Галсанов Н. Л., технический директор, канд. техн. наук

Выполнен анализ изменения проницаемости и массопереноса метана в геодинамически активных зонах и зонах тектонических нарушений. На примере угольных пластов Кузбасса методами низкотемпературной адсорбции азота, малоуглового рассеяния нейтронов и импульсной ЯМР-спектроскопии оценена длительность дегазации отработанных пластов с использованием фрактальных моделей. Осуществлено численное моделирование напряженно-деформированного состояния породного массива. Полученные данные позволяют оптимизировать процесс дегазации, прогнозировать выбросоопасность и управлять горным давлением в целях повышения безопасности горных работ.

1. Khokhlov S., Abiev Z., Makkoev V. The Choice of Optical Flame Detectors for Automatic Explosion Containment S ystems Based on the Results of Explosion Radiation Analysis of Methane- and Dust-Air Mixtures // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. Iss. 3. ID 1515.
2. Гендлер С. Г., Степанцова А. Ю., Попов М. М. Обоснование безопасной эксплуатации закрытого угольного склада по газовому фактору // Записки Горного института. 2025. Т. 272. С. 72–82.
3. Шванкин М. В., Бондарев А. В. Особенности отработки удароопасных пластов в условиях труднообрушаемых кровель // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. 2019. № 2. С. 81–88.
4. Кабанов Е. И. Анализ риска аварий на угольных шахтах с учетом человеческого фактора // Горный журнал. 2023. № 9. С. 48–54.
5. Zuev B. Yu., Istomin R. S., Kovshov S. V., Kitsis V. M. Physical modeling the formation of roof collapse zones in Vorkuta coal mines // Bulletin of the Mineral Research and Exploration. 2020. Vol. 162. P. 225–234.
6. Li J., Xie H., Lu J., Gao M., Li B. et al. New permeability model of deep coal rock considering the structure an d 3D stress compression-induced anisotropy // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. 2022. Vol. 8. DOI: 10.1007/s40948-022-00505-z
7. Шабаров А. Н., Цирель С. В., Морозов К. В., Рассказов И. Ю. Концепция комплексного геодинамического мониторинга на подземных горных работах // Горный журнал. 2017. № 9. С. 59–64.
8. Баранов А. А., Андреева Н. В. Сейсмичность тектонических структур Юж ного полярного региона // Записки Горного института. 2025. Т. 273. С. 42–51.
9. Котиков Д. А., Шабаров А. Н., Цирель С. В. Установление связи между распределением сейсмособытий в массиве горных пород и его тектоническим строением // Горный журнал. 2020. № 1. С. 28–32.
10. Бондарев А. В., Шванкин М. В., Николашин С. Ю. Контроль критически важных факторов состояния массива на горнодобывающих предприятиях // Проблемы управления рисками в техносфере. 2021. № 4(60). С. 13–18.
11. Alexeev A. D. Physics of Coal and Mining Processes. – Boca Raton : CRC Press, 2012. – 383 p.
12. Гавриленко Ю. Н., Ермаков В. Н., Кренида Ю. Ф., Улицкий О. А., Дрибан В. А. Техногенные исследования закрытия угольных шахт Украины. – Донецк : Норд-Пресс, 2004. – 632 с.
13. Kazanin O., Sidorenko A., Sidorenko S., Ivanov V., Mischo H. High productive longwall mining of multiple gassy seams: best practice and recommendations // Acta Montanistica Slovaca. 2022. Vol. 27. Iss. 1. P. 152–162.
14. Данильев С. М., Секерина Д. Д., Данильева Н. А. Локализация участков развития геомеханических процессов в подземных выработках по результатам трансформационно-классификационного анализа сейсморазведочных данных // Записки Горного института. 2024. Т. 266. С. 260–271.
15. Rasskazov M., Tereshkin A., Tsoi D., Konstantinov A., Miroshnikov V. et al. Research of the formation of zones of stress concentration and dynamic manifestations based on seismoacoustic monitoring da ta in the fields of the Kola Peninsula // Problems of Complex Development of Georesources : Proceedings of the VIII International Scientific Conference. 2020. E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 192. ID 01009.
16. Василенко Т. А., Волошина Н. И., Кольчик И. Е., Молодецкий А. В., Подрухин А. А. Исследование содержания метана в почвенном воздухе в области выхода под наносы геологических нарушений // ГИАБ. 2016. № 7. С. 159–166.

17. Коротенко В. А., Грачёв С. И., Кушакова Н. П., Мулявин С. Ф. Оценка влияния градиентов водонасыщенности и капиллярного давления на формирование размера зоны двухфа зной фильтрации в сжимаемом низкопроницаемом коллекторе // Записки Горного института. 2020. Т. 245. С. 569–581.
18. Li F., Jiang B., Song Y., Cheng G., Lu G. Multifractal Behavior of the Micro- and Mesopore Structures of Brittle Tectonically Deformed Coals and Its Influence on Methane Adsorption Capacity // Energy & Fuels. 2021. Vol. 35. Iss. 4. P. 3042–3064.
19. Javadpour F. Nanopores and Apparent Permeability of Gas Flow in Mudrocks (Shales and Siltstone) // Journal of Canadian Petr oleum Technology. 2009. Vol. 48. Iss. 8. P. 16–21.
20. Gao Q., Liu J., Huang Y., Li W., Shi R. et al. A critical review of coal permeability models // Fuel. 2022. Vol. 326. ID 125124.
21. Стариков Г. П., Подрухин А. А., Шажко Я. В. Оценка времени накопления опасной концентрации метана в замкнутых объемах, расположенных на территории горных отводов закрытых шахт // Безопасность жизнедеятельности предприя тий в промышленно развитых регионах : сб. матер. XII Междунар. науч.-практ. конф. – Кемерово : КузГТУ, 2017.
22. Yang H., Liu Zh., Yu Z., Zhu M., Dong Sh. et al. Fractal study on the nonlinear seepage mechanism during low-permeability coal water injection // Physics of Fluids. 2024. Vol. 36. No. 4. ID 043608.
23. Yan M., Yang F., Zhang B., Lin H., Li Sh. Influence of Pore Structure Characteristics of Low Permeability Coal on Gas Nonlinear Seepage // Natural Resources Research. 2024. Vol. 33. No. 3. P. 1209–1225.
24. Xu Ch., Ma S., Wang K., Yang G., Zhou X. et al. Stress and permeability evolution of high-gassy coal seams for repeated mining // Energy. 2023. Vol. 284. ID 128601.
25. Лукичёв С. В., Наговицын О. В. Компьютерная технология инженерного обеспечения горных работ при освоении мес то рожде ний твердых полезных ископаемых // Горный журнал. 2010. № 9. С. 11–15.
26. Verbilo P., Karasev M., Belyakov N., Iovlev G. Experi mental and numerical research of jointed rock mass anisotropy in a three-dimensional stress field // Rudarsko-geološko-naftni zbornik. 2022. Vol. 37. No. 2. P. 109 –122.
27. Анистратов К. Ю., Наговицын О. В., Наговицын Г. О., Васильева М. О. Формирование цифровой модели угольного месторождения в горногеологической информационной системе МАЙНФРЭЙМ // Горная промышленность. 2024. № 3. С. 64–69.
28. Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А. Особенности моделирования сложных по строению мес то рожде ний твердых полезных ископаемых // ГИАБ. 2019. Спецвыпуск 37. С. 122–131.
29. Шилова Т. В., Рыбалкин Л. А. , Яблоков А. В. Оценка анизотропии проницаемости угля по результатам фильтрационных экспериментов и анализа трещиноватости // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2020. № 2. С. 226–233.
30. Liu J. Research and Application of Mineral Deposit Modeling Technology // Modelling, Masurement and Control C. 2017. Vol. 78. No. 4. P. 478–495.
31. Батугин А. С. Геодинамические эффекты предельно напряженного состояния земной коры // Горная промышленность. 2023. № S1. С. 14–21.
32. Жерлыгина Е. С., Куранова М. Е., Гусев В. Н., Одинцов Е. Е. Выявление опасных участков на основе исследования развития техногенных трещин в толще слагающих массив пород // Горная промышленность. 2025. № 1. С. 162–169. DOI: 10.30686/1609-9192-2025-1-162-169
33. Казанин О. И., Мешков А. А., Сидоренко А. А. Перспективные направления развития технологической структуры угольных шахт // ГИАБ. 2022. № 6-1. С. 35–53. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_35