<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gscience</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Mining Science and Technology (Russia)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Горные науки и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2500-0632</issn><publisher><publisher-name>The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/2500-0632-2019-2-122-131</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gscience-143</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SAFETY IN MINING AND PROCESSING INDUSTRY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОМ КОМПЛЕКСЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Assessment of Effectiveness of Methods and Techniques for Degassing Methane-containing Coal Seams</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Оценка эффективности способов и средств дегазации углеметановых пластов</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ширяев</surname><given-names>С. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shirjaev</surname><given-names>S. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>первый заместитель технического директора</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Deputy Technical Director</p></bio><email xlink:type="simple">sn_shir@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">ООО «Распадская угольная компания»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">LLC "Raspadskaya Coal Company"<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>08</month><year>2019</year></pub-date><volume>4</volume><issue>2</issue><fpage>122</fpage><lpage>131</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Shirjaev S.N., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Ширяев С.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Shirjaev S.N.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mst.misis.ru/jour/article/view/143">https://mst.misis.ru/jour/article/view/143</self-uri><abstract><p>The findings of review of promising methods and techniques providing increasing effectiveness of degassing of coal seams containing methane in the process of their underground mining are presented. Based on the review findings, traditional methods and techniques of degassing were identified, the effectiveness of which is 12–25 %, as well as unconventional methods providing methane degassing of up to 40%. As a classification feature of the unconventional methods and techniques of gaseous methane liberation, a condition of decreasing pressure and increasing temperature of coal matrix containing solid gas hydrate has been adopted. The conditions for methane transition from gas hydrate to free gas taking into account actual mining and technogenic conditions of the mines have been identified. Given the difficulty of supplying additional thermal energy into a coal seam, as the main way to reduce pressure in the seam, unloading of the rock mass relative to the initial stress state, and disruption of coal and rocks in the course of transition from their elastic deformation to elastic-plastic and out-of-limit deformation are accepted.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Представлены результаты анализа перспективных способов и технических средств, обеспечивающих повышение эффективности дегазации углеметановых пластов при их подземной разработке. По результатам анализа выделены традиционные способы и средства дегазации, эффективность которых составляет 12–25 %, и нетрадиционные способы с эффективностью десорбции метана до 40 %. В качестве классификационного признака нетрадиционных способов и средств десорбции метана газа принято условие снижение давления и повышение температуры угольной матрицы твёрдого газового гидрата. Выявлены условия перехода метана из газогидратного состояния в свободное с учётом реальных горнотехнических и техногенных условий шахт. Учитывая сложность подачи дополнительной тепловой энергии в угольный пласт, в качестве основного способа снижения давления в пласте принята разгрузка массива горных пород относительно исходного напряжённого состояния и дезинтеграция угля и пород при переходе от упругого их деформирования к упруго-пластичному и запредельному.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>угольный пласт</kwd><kwd>метан</kwd><kwd>шахта</kwd><kwd>дегазация</kwd><kwd>газогидрат</kwd><kwd>горное давление</kwd><kwd>десорбция</kwd><kwd>фильтрация</kwd><kwd>дезинтеграция пород</kwd><kwd>газоносность</kwd><kwd>угольная матрица</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>coal seam</kwd><kwd>methane</kwd><kwd>colliery</kwd><kwd>degassing</kwd><kwd>gas hydrate</kwd><kwd>rock pressure</kwd><kwd>desorption</kwd><kwd>filtration</kwd><kwd>rock disruption</kwd><kwd>gas content</kwd><kwd>coal matrix</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рубан А. Д. Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов / А. Д. Рубан, В. Б. Артемьев, В. С. Забурдяев [и др.]. М.: Горная книга, 2010. 500 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ruban A. D. Preparation and excavation of coal seams with high gas content. / Ruban A.D., Artemyev V. B., Zaburdyaev V. S. [et al.]. Moscow, Gornaya Kniga [Mining Book] Publ., 2010, 500 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений [Текст] / В. И. Клишин [и др.]; под ред. Ю. Н. Малышева. Новосибирск: Издательский дом «Новосибирский писатель», 2011. 524 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klishin V. I. [et al.]. Safety problems and new technologies for underground coal mining [Text]. Ed. Malyshev, Yu.N. Novosibirsk, "Novosibirsk Writer" Publishing House, 2011, 524 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дегазация газа метана из угольных пластов и вмещающих пород на шахтах Кузбасса. История. Действительность. Будущее // А. В. Ремезов [и др.] Кемерово, 2012. 848 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Remezov A. V. et al. Methane liberation from coal seams and host rocks at Kuzbass mines. History. Present day. Future. Kemerovo, 2012, 848 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пучков Л. А. Извлечение метана из угольных пластов / Л. А. Пучков, С. В. Сластунов, К. С. Коликов. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. 383 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Puchkov L. A. Extraction of methane from coal seams./ Puchkov, L.A., Slastunov, S.V., Kolikov K.S. Moscow, Publishing House of Moscow State Mining University, 2002, 383 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Родин Р. И. Эффективность дегазации шахт Кузбасса / Р. И. Родин // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2011. № 2. С. 116-119.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rodin R. I. Effectiveness of Kuzbass mines degassing. Bulletin of Scientific Center for Work Safety in Coal Industry, 2011, no. 2, pp. 116-119 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Плаксин М. С. Газокинетическая реакция углеметанового пласта при создании в нѐм трещин посредством нагнетания флюидов [Текст] / М. С. Плаксин, Р. И. Родин, В. И. Альков // Наукоѐмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. ст. Новокузнецк: СибГИУ, 2017. С. 63-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Plaksin M. S. Gas-kinetic response of methane containing coal seam when producing fractures in it by fluid injection [Text]. / Plaksin M. S., Rodin R. I., Alkov V. I. High-end technologies for development and use of mineral resources. Сollector of scientific articles, Novokuznetsk, SibGIU Publ., 2017, pp. 63 - 67 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пащенко А. Ф. Плазменно-импульсная технология повышения нефтеотдачи: оценка параметров механического воздействия [Текст] / А. Ф. Пащенко, П. Г. Авдеев // Наука и техника в газовой промышленности, 2015. № 3(63). С. 17-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pashchenko A. F. Plasma Pulse Technology for enhancing oil recovery: estimation of mechanical effect parameters [Text]. / Pashchenko A. F., Avdeev P. G. Science and technology in gas industry, no. 3 (63), 2015, pp. 17-26 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Манаков А.Ю. Клатратные гидраты при высоких давлениях: структура, состав, свойства [Текст]: автореф. дис. … докт. хим. наук / А. Ю. Манаков; Институт неорг. химии СО РАН. Новосибирск: 2007. 33 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Manakov A. Yu. Clathrate hydrates at high pressures: structure, composition, properties [Text]: Extended Abstract of Doctoral (Chemistry) Dissertation, Institute of Inorg. Chemistry of SB RAS, Novosibirsk, 2007, 33 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shuqiang G. Investigation of Interactions between Gas Hydrates and Several Flow Assurance Elements [Текст] / G. Shuqiang // Energy and Fuels, 22 (5), 3150-3153, 2008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shuqiang G. Investigation of Interactions between Gas Hydrates and Several Flow Assurance Elements [Текст] / G. Shuqiang // Energy and Fuels, 22 (5), 3150-3153, 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макогон Ю. Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование [Текст] / Ю. Ф. Макогон. М.: Недра, 1985. 232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makogon Yu. F. Gas hydrates: prevention of their formation and their use [Text]. Moscow, Nedra Publ., 1985, 232 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Плаксин М. С. Особенности развития динамических газопроявлений при проведении подготовительной выработки [Текст] / М. С. Плаксин, А. А. Рябцев // Наукоѐмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. ст. Новокузнецк : СибГИУ, 2017. С. 67-73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Plaksin M. S. Features of dynamic gas shows during development working driving [Text]. / Plaksin M. S., Ryabtsev A. A. High-end technologies for development and use of mineral resources. Сollector of scientific articles. Novokuznetsk. SibGIU Publ., 2017, pp. 67-73 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Метан и выбросоопасность угольных пластов [Текст] / С. А. Шепелева, В. В. Дырдин, Т. Д. Ким, В. Г. Смирнов, Т. Н. Гвоздкова. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2015. 180 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shepeleva S. A., Dyrdin V. V., Kim T. D, Smirnov V. G., Gvozdkova T. N. Methane and outburst hazard of coal seams [Text]. Tomsk, Publishing House of Tomsk University, 2015, 180 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Эттингер И. Л. Растворы метана в угольных пластах [Текст] / И. Л. Эттингер // Химия твердого тела. 1984. № 4. С. 28-35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ettinger I. L. Methane Solutions in Coal Seams [Text]. Solid State Chemistry, 1984, no. 4, pp. 28-35 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Журавков М. А. Газодинамическая реакция горных пород на проведение подготовительных выработок / М. А. Журавков, Г. Я. Полевщиков // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2011. № 2. С.39-52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravkov M. A., Polevshchikov G.Ya. Gas-dynamic response of rocks to construction of development workings. Bulletin of Scientific Center for Work Safety in Coal Industry, 2011, no. 2, pp. 39-52 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каркашадзе Г. Г. Интенсификация дегазации угольного пласта на основе учѐта его геомеханического состояния в условиях нестационарных механических и сорбционных деформаций / Г.Г. Каркашадзе, С.В. Сластунов, Г.П. Ермак, Е.В. Мазаник // Уголь. 2015. №11. С. 62-65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karkashadze G. G. Intensification of coal seam degassing based on its geotechnical conditions under nonsteady mechanical and sorption strains. /Karkashadze, G.G., Slastunov, S.V., Ermak, G.P., Mazanic, E.V. Coal, 2015, no. 11, pp. 62-65 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Беспятов Г.А. Синергетика выбросоопасной горной среды [Текст] / Г.А. Беспятов, В.Н. Вылегжанин, С.С. Золотых. Новосибирск: Наука, 1996. 191 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bespyatov G. A. Synergetics of outburst-prone mining environment [Text]. / Bespyatov G. A., Vylegzhanin V. N., Zoloyykh S. S. Novosibirsk, Nauka Publ., 1996, 191 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вареха Ж. П. Технологические решения по извлечению метана из углепородного массива / Ж. П. Вареха, С. Н. Лис // Горный журнал Казахстана. 2016. №2. С. 6-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Varekha Zh. P. Technological solutions for extraction of methane from coal-rock mass./ Varekha, Zh.P., Lis, S.N. Mining Journal of Kazakhstan, 2016, no. 2, pp. 6-9 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dickens G. R., O'Neil J. R., Rea D. K., and Owen R. M. Dissociation of oceanic methane hydrate as a cause of the carbon isotope excursion at the end of the Paleocene. Paleoceanography, 1995, No. 10, Pp. 965-971.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dickens G. R., O'Neil J. R., Rea D. K., and Owen R. M. Dissociation of oceanic methane hydrate as a cause of the carbon isotope excursion at the end of the Paleocene. Paleoceanography, 1995, No. 10, Pp. 965-971.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по предупреждению эндогенных пожаров и безопасному ведению горных работ на пластах угля, склонного к самовозгоранию». М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2016. Сер. 05. Вып. 46. 52 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Federal rules and regulations for industrial safety "Instructions for prevention of endogenous fires and safe mining of coal seams prone to spontaneous combustion" Series 05. Number 46. Moscow, CJSC Scientific and Technical Center for Study of Industrial Safety Problems, 2016, 52 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методика прогнозирования с использованием геофизических методов исследований и выбора мер по снижению эндогенной пожароопасности наклонных вскрывающих выработок, проводимых по угольному пласту / Кол. авторов / Кемерово: НЦ ВостНИИ, 2007. 34 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сomposite authors. Forecasting technique using geophysical exploration methods and selection of measures to decrease endogenous fire hazard in inclined openings within coal seam. Kemerovo, SC VostNII Publ., 2007, 34 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петухов И. М. Геодинамика недр [Текст] / И. М. Петухов, И. М. Батугина. М.: Недра коммюникейшн ЛТД, 1999. 256 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petukhov I. M. Subsoil geodynamics [Text] / Petukhov, I.M., Batugina, I.M., Moscow, Nedra Communication LTD Publ., 1999, 256 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агеев П. Г. Плазменно-импульсное воздействие – инновационный подход к добыче традиционных и нетрадиционный подход к добыче традиционных и нетрадиционных углеводородов и заблаговременной дегазации угольных пластов / П. Г. Агеев, Н. П. Агеев, Д. П. Агеев, А. С. Десяткин, А. Ф. Пащенко // Бурение и нефть. 2016. № 7-8. С. 34-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ageev P. G. Plasma Pulse Technology – innovative approach to the production of traditional hydrocarbons and unconventional approach to production of traditional and unconventional hydrocarbons and early degassing of coal seams./ Ageev P. G., Ageev N. P., Ageev D. P., Desyatkin A. S., Pashchenko A. F. Drilling and Oil, 2016, no. 7-8, pp. 34-40 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
