автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Методика расчета количества воздуха для очистных и подготовительных участков шахт подмосковного бассейна по радоновыделению

На правах рукописи

СТАСЬ Галина Викторовна

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА ДЛЯ ОЧИСТНЫХ И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА ПО РАДОНОВЫДЕЛЕНИЮ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной промышленности и строительстве)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2006

Работа выполнена на кафедрах «Аэрология, охрана труда и окружающей среды», «Геотехнология и геотехника» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: Федеральное унитарное научно-исследовательское геологическое предприятие «Тульское НИШ»

Защита диссертации состоится 15 марта 2006 г. в 14.00 час. На заседании диссертационного совета Д 212.271.09 ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 90 (6 учебный корпус, аудитория 216).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан 40.02.2006 г.

Ученый секретарь

КАЧУРИН Николай Михайлович

КУЗНЕЦОВ Анатолий Анатольевич

кандидат технических наук ПРОКОФЬЕВ Леонид Владимирович

диссертационного совета

Н.П. Иватанова

Л-е&б Я

36

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Статистические данные фактической аварийности в угольной промышленности Российской Федерации и стран ближнего зарубежья свидетельствуют, что около 90 % всех аварий (в том числе крупных) возникает в горных выработках угольных шахт.

Анализ информации за двадцатипятилетний период эксплуатации шахт Подмосковного бассейна, представленный областным управлением ВГСЧ, позволил получить статистические оценки общей тенденции частоты возникновения одного из наиболее опасного вида аварий, которыми являются загазирование горных выработок. Исследования Тульского государственного университета, выполненные совместно с Московской государственной геологоразведочной академией, позволили выявить не учитываемый ранее вид газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна - выделения радона. Очевидно, что этот вид газовыделений также необходимо учитывать в структуре газового баланса шахт и совершенствовать методы расчета количества воздуха по фактору радоновыделений.

Добыча угля в Подмосковном бассейне в настоящее время составляет менее 1 млн. т в год. Анализ потенциального и фактического спроса на угли Подмосковья (3-7 млн. т - по имеющимся заявкам) показывает, что его удовлетворение возможно за счет сохранения и восстановления действующих шахт, ввода в эксплуатацию новых предприятий. Перспективы роста добычи угля в Подмосковном бассейне связаны с необходимостью повышения безопасности ведения подземных горных работ.

В этих условиях особую значимость и актуальность приобретает научная задача разработки методических положений расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков шахт по радоновыделению, позволяющая совершенствовать методы оценки вредных факторов горного производства для сохранения здоровья горняков в процессе производственной деятельности.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематических планов МНТП «Прогноз», «Экологически чистое горное производство» и Федеральной целевой программы «Интеграция».

Целью работы является совершенствование методики расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков, на основе установления закономерностей влияния физико-химических и геологических факторов на миграцию радона в угольных пластах, вмещающих породах буроугольных месторождений Подмосковного бассейна и конвективно-диффузионный перенос радона рудничным воздухом в подземных горных выработках, что обеспечивает повышение безопасности труда на угольных предприятиях.

Идея работы заключается в том, что теоретические положения, позволяющие усовершенствовать метод "^о^^ЙЩЗЙХЖЕВ^? воздуха не-

ВМБЛИОТЕКА |

СПтрЦургу^О ;

» ___

обходимого для проветривания очистных и подготовительных участков, основываются на математических моделях фильтрационно-диффузионного переноса радона в пористых сорбирующих средах и вентиляционных потоках воздуха, позволяющих рассчитать количество воздуха динамическим методом.

Основные, новые научные результаты, полученные лично соискателем:

■ основными источниками радоновыделений в горные выработки являются подрабатываемые бедные урановые месторождения, разрабатываемые угольные пласты, содержащие уран в высоких концентрациях, и подземные воды, насыщенные радоном;

■ удельная активность воздуха по радону в подготовительной выработке зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в выработке и коэффициента турбулентной диффузии;

■ удельная активность воздуха по радону в выработках очистного участка зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона и средней скорости движения воздуха в забое, а при значительном удалении от сопряжения вентиляционного штрека очистного участка с главным вентиляционным штреком удельная активность воздуха по радону стремится к некоторому асимптотическому значению;

■ радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале, а при достаточно большом удалении от начала дренажного канала радоновыделение из подземной воды стремится к некоторому максимальному значению;

■ количество воздуха, необходимое для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по фактору радоновыделений определяется из решения одномерных уравнений стационарной диффузии радона в вентиляционных струях воздуха.

Новизна основных научных и практических результатов:

■ сформулированы новые методические положения прогноза газообильности шахт Подмосковного бассейна, отличающиеся тем, что в структуре газового баланса шахт учтены выделения радона из разрабатываемого угольного пласта, вмещающих горных пород и подземных вод;

■ установлены закономерности выделения радона в горные выработки очистных участков и подготовительные выработки из разрабатываемого угольного пласта, вмещающих горных пород и подземных вод;

* получены новые закономерности конвективной и конвективно-турбулентной диффузии радона в воздухе горных выработок очистных участков и подготовительных выработках;

■ усовершенствована методика прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и уточнена методика расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков;

■ разработан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс решения инженерных задач при использовании усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Практическое значение работы заключается в том, что разработанные методические положения прогноза газовыделений и расчета количества воздуха с учетом выделений радона в горные выработки, регламентируют единый подход к оценке аэрогазодинамических условий и позволяют повысить безопасность условий труда в шахтах Подмосковного бассейна.

Разработаны комплекты математических моделей миграции радона в угольных пластах, вмещающих породах и подземных водах, что повышает эффективность САПР экспертизы промышленной безопасности на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации угольных шахт Подмосковного бассейна.

Создан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс решения инженерных задач при использовании усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Реализация работы. Разработанные методические положения прогноза газовыделений и расчета количества воздуха с учетом выделений радона в горные выработки и комплекс программных средств внедрены в ОАО «Мосбасуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных наук. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам, а также включены в учебные планы и учебно-методические материалы по курсам «Промышленная экология. Защита биосферы», «Безопасность жизнедеятельности» и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» для студентов горно-строительного факультета.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается:

■ корректной постановкой задач исследования, применением классических методов математической физики, математической статистики и современных достижений вычислительной математики;

■ удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонение не превышает 20 %) и значительным объемом натурных наблюдений;

■ положительными результатами внедрения усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на следующих научных заседаниях: научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ (г. Тула, 2000-2005 гт.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2000-2006 гг.); Международной конференции «Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 1996 г.); первой Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности «Наука и экологическое образование. Практика и перспективы» (г. Тула, 1997 г.); второй Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности «Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука, практика и перспективы» (г. Тула, 1998 г.); Международных симпозиумах «Mining Environmental Protection» (Югославия, г. Белград 2001 г., 2003 г.); второй Международной конференции «Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых и переработки отходов горной промышленности» (г. Тула, 2003 г.); первой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2003 г.); второй Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2005 г.).

Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 16 статей, 1 монография в соавторстве.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 143 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 16 таблиц, 28 рисунков, список литературы из 171 наименования.

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, проф. Э.М. Соколову, д-ру техн. наук, проф. Е.И. Захарову за методическую помощь, сотрудникам кафедр аэрологии, охраны труда и окружающей среды, геотехнологий и геотехники ТулГУ за содействие при проведении научных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования причин по изменению состава рудничной атмосферы, газоносности углей, горных пород и их коллекторских свойств, генезиса газов угольных месторождений, источников газовыделения и их дебита, выполненные под руководством Айруни А.Т., Быкова JI.H., Бурчакова A.C., Веселовского B.C., Качурина Н.М., Кравцова А.И., Лидина Г.Д., Мустеля П.И., Ножкина Н.В., Скочинского A.A., Соколова Э.М., Суллы М.Б., Ушакова К.З., Шувалова Ю.В. и других показывают, что газовый фактор является одним из важнейших показателей общей безопасности подземных горных работ, и этот показатель должен отражать специфические особенности угольных бассейнов. До некоторого времени в научных публикациях и действующем «Руководстве по проектированию вентиляции угольных шахт» для Подмосковного угольного бассейна газовые ситуации определялись двумя взаимосвязанными и одновременно протекающими процессами - выделением углекислого газа и поглощением кислорода из шахтного воздуха. Однако исследования последних лет показали, что в структуре газового баланса шахт необходимо учитывать радон. Согласно оценкам экспертов ООН радон, вместе со своими дочерними продуктами распада, дает около 50 % эквивалентной дозы облучения. Для радона доказана корреляция между его содержанием в воздухе и заболеванием раком органов дыхания. Впервые такая связь была установлена для горняков урановых шахт Рудных гор в Германии, затем у горняков рудника Ньюфаундленда и рудников Канады.

В связи с этим, имеющиеся методики расчета количества воздуха для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна необходимо уточнить по радоновому фактору.

Цель и идея работы обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

1. Изучить существующую базу данных по газовым балансам шахт Подмосковного бассейна и провести натурные исследования по выявлению радоновыделений в угольных шахтах.

2. Разработать физические модели и математическое описание миграции радона в угольных пластах, вмещающих породах и подземных водах при подземном способе добычи угля в Подмосковном бассейне.

3. Разработать математические модели конвективной и конвективно-турбулентной диффузии радона в воздухе подготовительных выработок и выработок очистных участков.

4. Усовершенствовать методику прогноза газовыделений и расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна.

5. Разработать комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс решения инженерных задач при использовании усо-

вершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

На газовый состав атмосферы очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна влияют следующие факторы: газовый состав воздуха, подаваемого в лаву, окислительная активность угольного массива, газовыделения из угольного целика и выработанного пространства.

Газообильность горных выработок и интенсивность поглощения кислорода из шахтного воздуха является результатом нарушения стационарных газовых структур породоугольного массива технологическими воздействиями при подготовке и разработке месторождений. Многочисленные наблюдения показали, что количественные значения газообильности достаточно хорошо коррелируют с горно-геологическими и технологическими факторами. При этом значительная часть элементов подмножества технологических факторов коррелированна с горно-геологическими факторами. В такой ситуации дать однозначный ответ на вопрос о взаимовлиянии этих факторов на результативный признак, которым является газовый состав воздуха, не представляется возможным. Поэтому поиск новых закономерностей газовыделений целесообразно проводить, уточняя решения этого вопроса применительно к постоянно меняющимся условиям разработки угольных пластов.

Анализ схем проветривания очистных участков показал, что в структурном отношении в каждой схеме можно выделить характерные элементы: соединение выработок, расположение выработанного пространства по отношению к горным выработкам, контакт поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта с вентиляционной струей. Статистические оценки основных технологических параметров очистных участков действующих шахт имеют следующие значения:

- длина выемочного столба составляет 500 м;

- длина лавы не превышает 80 м.

Оптимальные технико-экономические показатели находятся в интервалах значений длин столба 900 ... 1100 м и длин лавы 100 ... 110 м.

Газообмен в подготовительных выработках зависит аналогичным образом от указанных структурных элементов схемы движения воздуха, а протяженность выработок определяется размерами выемочного столба.

На территории Подмосковного буроугольного бассейна известны скопления урана, радия и радона. Урановые проявления этого района были обнаружены и первоначально изучались геологами Ферганской экспедиции Всесоюзного института минерального сырья в пятидесятых годах. В семидесятые годы было показано, что, несмотря на достаточно широкое площадное распространение, проявление урановой минерализации в угленосных породах не имеют промышленного значения в связи с малыми

мощностями рудных тел и содержанием полезного компонента. Природный уран, содержащий главным образом два изотопа - 238U (99,3 % общей массы) и 235U - актиноуран (0,7 %), дает начало вместе с 232Th трем рядам радиоактивного распада естественных радионуклидов. Основной изотоп урана является альфа-излучателем, но в продуктах его распада имеются короткоживущие бета - и гамма - излучатели. Последние обуславливают 88 % гамма - излучения и могут существовать лишь совместно с радием. Радий может выделяться из урана главным образом в молодых геологических образованиях и при участии восстановительных по урану хлоридных вод. Тогда урановые скопления становятся неравновесными по радию. В закрытых системах полное равновесие между ураном и радием устанавливается через 2,5 млн. лет. Тогда по гамма - активности можно точно определять содержание урана и радия. Кларк урана составляет 2,5 г/т, урано-носные породы содержат до 200 г/т, урановые руды в зависимости от технологии их переработки - от 0,005 % до первых десятков процентов.

Средние содержания урана в поверхностных водах - п- 10"3 мг/л. Радий относится к первой категории радиационной опасности, 235U - ко второй, а 238U - пятой. Предельно-допустимая концентрация в воде наиболее долгоживущего изотопа 226Ra составляет 19,98 Бк/л. Следует подчеркнуть особенность распределения радионуклидов, выявленную на территории Тульской области: скрытый характер не выходящих на дневную поверхность урановых аномалий, присутствие аномалий радона в почвах и подземных водах. В Тульской области, как и в других районах Подмосковного бассейна, повышенная ураноносность главным образом связана с угленосными, визейскими отложениями. Здесь могут быть выделены две обстановки аномальных концентраций урана: в кровле, почве или на выклинивании единых углисто-глинистых пачек; в маломощных прослоях углистых терригенных пород, расположенных внутри известняковых пачек. Первая характерна для ураноносных пород бобриковского и реже тульского горизонтов (яснополянский надгоризонт), вторая - для Михайловского, веневского и других горизонтов карбона. В целом в Подмосковном бассейне известно два мелких месторождения, 18 рудопроявлений и 102 проявления урана. Наиболее крупное Бельцевское месторождение расположено в северо-западной части бассейна на границе Тверской и Смоленской областей.

Для условий Тульской области и Подмосковного угольного бассейна, наиболее вероятны радоновые воды, связанные с рассеянными и рудничными концентрациями урана в угленосных породах визе, а также с фосфоритами юры и мела.

Результаты анализов проб из некоторых шахт и каптированных источников приведены в таблице 1.

Таблица 1-Содержание радона в подземных водах

№ Место отбора пробы Содержание

пробы Лп, Бк/м3

1 Общий водослив шахты Дубовской <100

2 Упинский водоносный горизонт шахты Дубовской,

скважины водопонижения 9,0-103

3 Алексинский водоносный горизонт шахты

Дубовской из скважины водопонижения 2,1 -103

4 Упинский водоносный горизонт шахты 5,0-103

Рассошинской из скважины водопонижения

5 Водоприток из ствола шахты Россошинской <100

6 Общий шахтный слив шахты Россошинской 11,0-Ю3

10 Общий водослив шахты Западной 2,07-103

11 Упинский водоносный горизонт скважины

водопонижения шахты Западной 1,73-103

13 Упинский водоносный горизонт скважины

водопонижения карьера г.Богородицка <100

14 Водосток из карьера г.Богородицка с рабочего

горизонта уч.З 1,95-103

15 Позднедевонский водоносный горизонт из скважины питьевого водоснабжения в карьере

г.Богородицка <100

16 Упинский водоносный горизонт скважины

водопонижения шахты №77 2,55-Ю3

18 Водослив с рабочего уступа карьера Ушаковский 1,28-103

19 Водослив с отработанного уступа карьера

Ушаковский <100

20 Упинский водоносный горизонт скважина

водопонижения шахты Подмосковной <100

22 Общий водослив шахты Бельковская <100

23 Упинский водоносный горизонт скважина

водопонижения шахты Бельковская 22,4-103

24 Общий слив с рабочего горизонта шахты Прогресс <100

Из таблицы 1 можно сделать вывод, что в ряде случаев концентрации радона превышают предельно - допустимые содержания во многие десятки раз. Особенно высокие его концентрации, превышающие п-104 Бк/м3, следует отметить в трех участках: родник на севере г. Богородицка (пробы 8 и 12), вода упинского горизонта из скважины водопонижения шахты Бельковская (проба 23) и общий слив шахты Россошинской (проба 6).

Оценка выбросов радона в шахтную атмосферу из подземных вод на основе результатов исследований показала, что на общем водосливе шахт содержание радона в воде, как правило, менее 100 Бк/м3, а в подземных водах, поступающих в дренажную систему очистных и подготовительных участков, концентрация радона изменяется от 1700 до 22000 Бк/м3. Следовательно, шахтные воды будут являться источником радоно-выделений в вентиляционные, воздушные потоки. В процессе дегазации подземных вод, содержащих радон, происходит выделение этого газа в шахтный воздух или непосредственно в приземный слой атмосферы.

В мае 2005 года нами проводилось опробование отвалов на содержание урана в зольном остатке угля. Целью экспериментов являлось выявление урана в отвалах. Результаты радиометрических анализов проб приведены в таблице 2.

Таблица 2-Содержание урана в отвалах

Металлы, мг/кг Действовавшие шахты Богородицкого района

Ш 59 Ш 59 Ш 71 Ш 71

и 3,7 3,9 4,1 4,0

Sr 28,3 50,7 81,8 89,6

Со 1,2 8,3 0 2,1

РН 3,7 5,1 4,2 4,0

Из таблицы 2 можем сделать вывод, что фоновая концентрация урана в отвалах превышает в два раза фоновую концентрацию в почве, которая составляет 2 мг/кг (результаты замеров). Это подтверждает, что разрабатываемый угольный пласт будет являться источником радоно-выделений при разработке угольных месторождений Подмосковного бассейна.

Большинство рудопроявлений урана расположено на флангах или за пределами эксплуатируемых угольных месторождений. Однако часть ураноносных пород могла вовлекаться в добычу.

Учитывая особенности диффузионного процесса вертикальной диффузии радона, можно считать этот процесс установившимся, тогда переходя к удельной активности газовых смесей, вертикальное распределение радона во вмещающих породах можно описать следующим уравнением:

D

d2A»?

Rn

dz2

А А вп =0

(1)

где А®" - удельная активность по радону газовой смеси во вмещающих породах; А,Кп - эффективная константа скорости процессов сорбции и радиоактивного распада радона.

Граничные условия для вертикальной миграции имеют вид:

НАВП

"В* И

аг

= ^ = сапй, Шп А^ *<х>,

(2)

г=0

где - интенсивность образования радона в подрабатываемом урановом месторождении.

Решение уравнения (1) для условий (2) можно записать следующим образом:

вп

л/^аЛап

-ехр

-г

(3)

Дифференцируя зависимость (3) в точке г = Ь, где Ь - расстояние от урановой залежи до почвы рассматриваемой выработки, найдем абсолютное радоновыделение из подрабатываемого уранового месторождения

тВП тВПо

4111 •'апэумсхР

-Ь.

(4)

Яп у

Нами разработана программа ИпУР для вычислительных экспериментов с использованием стандартного пакета МАТНЕМАТ1СА 2.2. Пример и результаты использования программы представлены на рисунке 1.

Анализируя профили диффузионного потока радона во вмещающих породах, следует отметить высокий темп снижения скорости миграции радона при уменьшении величины коэффициента эффективной диффузии. Разумеется, что такие результаты вычислений совпадают с данными натурных наблюдений по другим газам, например по метану, поступающему из подрабатываемых угольных пластов. Такое косвенное подтверждение адекватности разработанной математической модели можно считать в данном случае приемлемым, так как в настоящее время нет необходимой эмпирической базы данных.

Ш М» ь* с* ег«* Асаоп йМм «Ми иф ^

|р—с*»—~э (»Г8Г*ТЛ5ГоИ ППаа.1са1 Л

ппквшзгаввп

-1П1 «I

1 ч .-••.' >1». .

11131 •

>1М [|Г-Скр[-0. 1*»] , Г-»хр1-0. 05*1] ,

Г-Жхр1-0.01*Ъ) , С-Жхр[-0.005*£], «"Вхр[~-0. 001*Ъ) Ь <Ъ,0,50), ггам -> Тги«/ Ргаш«1.«Ь*1 -> ( "Ь ->", " (НЩ/ДОп) *р ->*»* вг!<|Ыпвя -> лиговаеДс]

У

д.

Рисунок I- Пример и результаты использования программы КпУР для вычислительных экспериментов

Источником радонообразования в угольных пластах Подмосковного бассейна является рассеянный уран, поэтому источник можно считать равномерно распределенным в плоскости пласта.

Целесообразно рассматривать одномерную стационарную диффузию радона в горные выработки с поверхности обнажения разрабатываемого угольно пласта. Поэтому выделения радона можно описать следующим уравнением:

(5)

А УП

где АКп - удельная активность по радону газовой смеси в разрабатываемом угольном пласте; .Т^" - интенсивность образования радона в разрабатываемом угольном пласте.

Решение уравнения (5) для условий, характеризующих газообмен поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта с воздухом, получим в следующем виде:

УП

ЯП

(

1-ехр

л

-х.

ю

Яп

(6)

Дифференцируя зависимость (6) в точке х = 0 находим абсолютное

тУП

радоновыделение из разрабатываемого угольного пласта (1^ ):

тУП тУПо Р*, , пл

V

В процессе исследования для вычислительных экспериментов нами разработана программа КпКР с использованием стандартного пакета МАТНЕМАТ1СА 2.2. Пример и результаты использования программы представлены на рисунке 2, где представлены графики зависимости величины Ауп(х) = А^х)^/.!^1 от координаты х для различных значений яп /О^ . Анализ горизонтального распределения удельной активности радона в плоскости разрабатываемого угольного пласта показывает, что по мере удаления от поверхности обнажения удельная активность радона стабилизируется. Графики зависимости Ауп = Ауп(х) свидетельствуют о наличии асимптоты при х -> оо, т.е. А™ = 1. Как и в предыдущем случае следует отметить высокий темп снижения скорости миграции радона при уменьшении величины коэффициента эффективной диффузии.

х ->

Рисунок 2 - Графики зависимости отношения величин АУП от расстояниях, м. Значения DRn соответственно равны: 1 - 0,001; 2 - 0,005; 3 - 0,01; 4-0,05, 5-0,1

Исследования показали, что радоновыделение из разрабатываемого угольного пласта зависит от диффузионных свойств вещества угля, скорости радиоактивного распада, константы скорости сорбции радона углем и интенсивности образования радона в разрабатываемом угольном пласте. В свою очередь интенсивность образования радона в угольном пласте зависит от концентрации рассеянного урана, поэтому эта характеристика непосредственно связана с результатами геологического опробования проб угля при разведке месторождения.

Источником радоновыделения из подземных вод Подмосковного бассейна также является рассеянный уран, но сам радон находится в воде в растворенном состоянии. Радоновыделение проявляется как дегазация подземных вод, текущих по дренажным каналам шахты.

Поэтому целесообразно рассматривать одномерную стационарную миграцию радона в горные выработки с поверхности водного потока. Выделения радона с поверхности подземных вод можно описать следующим уравнением:

' (8)

ах

где А™ - удельная активность подземных вод по радону; - интенсивность дегазации радона из подземных вод.

Интегрируя это уравнение, получим:

пв

Яп

КОН

ЯП |„ЛЧ еХР

и

(9)

где Ар® , АвЛ - соответственно начальное и конечное значение "" !нач ' к" 1кон

удельной активности подземных вод по радону в точках х=0 и х = Ь.

Мы находим абсолютное радоновыделение из подземных вод (I™), используя следующее балансовое соотношение:

С=(А-|ндч-А-|кон)дпв, (Ю)

где 0ПВ - приток подземных вод на рассматриваемом технологическом объекте. Объединяя формулу (9) и балансовое соотношение (10) окончательно получим следующее уравнение:

пв

т|Ш - А

1к0н

Рпв!1-«?

(^кл +кОБ)ь

(И)

Анализ результатов вычислительных экспериментов показал, что при достаточно больших значениях длины дренажного канала отношение текущего значения радоновыделения из подземной воды к его максимальному значению стремится к единице. Радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале.

Диффузионный перенос радона воздухом в подготовительной выработке происходит в стационарном режиме. Учитывая соотношения поперечных размеров и длины выработки целесообразно рассматривать одномерную диффузию.

Нестационарная конвективно-турбулентная диффузия радона в подготовительной выработке описывается одномерным уравнением параболического типа. Адаптируя это уравнение к реальным физическим условиям, перенос радона в подготовительной выработке можно описать следующим уравнением:

д2АЯп ипв сЬЧп ^Яп д ./ут Ч Г)-1 =П л-п

<1х2 От ах 0тА».ПИ«-)пв0т 0, (12)

где Ак„ - удельная активность рудничного воздуха по радону; ипв - средняя скорость воздуха в подготовительной выработке; От - коэффициент турбулентной диффузии; (ПК[1)1|н- суммарные выделения радона в воздух

подготовительной выработки из различных источников.

Граничные условия для подготовительной выработки имеют следующий вид: АКп(0) = 0, НтАцп*оо. Решение этой краевой задачи по-

X-»®

лучим в следующем виде:

АКп(х) =

(д-)т

1-ехр

ъКп

*пв

цпв | ^яп

ч2ЭТ

(13)

В диссертации для вычислительных экспериментов разработали программу АЯпРУ с использованием стандартного пакета МАТНЕ-МАТ1СА 2.2. Вычислительные эксперименты провели для различных значений (3, где (3 = -ипв/20т + + . Анализ результатов по-

называет, что при достаточно больших значениях х величина АКп стремится к единице. Удельная активность воздуха в подготовительной выработке зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в выработке и коэффициента турбулентной диффузии. Следовательно, зависимость (13) можем использовать для динамического расчета количества воздуха в подготовительной выработке по фактору радоновыделения.

Диффузионный перенос радона воздухом в выработках очистного участка происходит в стационарном режиме. Учитывая соотношения поперечных размеров и суммарной длины выработок целесообразно рассматривать одномерную конвективную диффузию. В выработках очистного участка средняя скорость движения воздуха достаточно велика, чтобы можно было пренебречь турбулентной диффузией, поэтому в общем виде нестационарная конвективная диффузия радона в выработках очистного участка описывается одномерным уравнением гиперболического типа.

Адаптируя данное уравнение к реальным физическим условиям, перенос радона в выработках очистного участка можно описать следующим уравнением:

где иоу - средняя скорость воздуха в выработках очистного участка; (Пк„ )оу - суммарные выделения радона в воздух, в выработки очистного

участка из различных источников.

Граничные условия для выработок очистного участка имеют следующий вид: АКп(0) = 0, АКп(х) = АКп. Решение уравнения (14) для данных условий имеет вид:

Вычислительные эксперименты провели для различных значений со, где со = /.к„ /иОУ . Анализ результатов показывает, что при больших значениях х удельная активность воздуха по радону стремится к асимптотическому значению А^. Удельная активность воздуха в выработках очистного участка зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в забое. Следовательно, зависимость (15) можем использовать для динами-

(14)

ческого расчета количества воздуха очистного участка по фактору радоно-выделения.

Зависимости (13) и (15) позволяют рассчитать количество воздуха динамическим методом, в соответствии с которым, средняя по сечению выработки концентрация радона не должна превышать ПДК.

Таким образом, из решения уравнений (13) и (15) для АЯп(х) = ПДК соответственно при х = ЬПв и х = (ЕЦ0у относительно средней скорости движения воздуха в забое, переходя к объемному расходу воздуха, получим результирующие формулы для расчета количества воздуха по фактору радоновыделений:

■ для подготовительных выработок:

Пзп ._ Рт^пв

ХЯл -

^пв -у/^УТ

1п

1-

^ЯпПДК;

Ип

(^)пв

Ог1п

^япПДК

Нп

(^Ял)

пв

; (16)

для очистных участков:

о04

Х^Ьоч8э

1п

(Ищ,),

ОУ

(17)

где - количество воздуха, которое необходимо подавать в подготовительный забой, чтобы концентрация радона на исходящей струе подготовительной выработки не превышала ПДККп; ЬПв - проектная длина подготовительной выработки; Бпв - площадь поперечного сечения подготовительной выработки в свету; кут - коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе; - количество воздуха, которое необходимо подавать в очистной забой, чтобы концентрация радона на исходящей струе очистного участка не превышала ПДКР,П; Ь0ч - суммарная проектная длина выемочных штреков и лавы; 8Э - эквивалентная площадь поперечного сечения выработок очистного участка по расходу воздуха.

Разработанные математические модели радоновыделений и расчеты количества воздуха были положены в основу алгоритмов и кбмплекса программных средств, позволяющих автоматизировать процесс решения ин-

женерных задач при использовании усовершенствованных методик прогноза газо выделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Вычислительные эксперименты, выполненные для среднестатистических значений горно-геологических условий и технологических параметров, показали, что, как правило, фактор радоновыделений является превалирующим фактором при стабильно атмосферном давлении. При этом выявлено, что количество воздуха, необходимое для разбавления радона, на 20 - 30 % превышает количество воздуха, требуемое для разбавления углекислого газа до предельно-допустимого значения.

Разработанные методические положения прогноза газовыделений и расчета количества воздуха с учетом выделений радона в горные выработки и комплекс программных средств внедрены в ОАО «Мосбасуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам, а также включены в учебные планы и учебно-методические материалы для студентов горно-строительного факультета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой усовершенствована методика расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по радоновыделению, что позволяет повысить уровень безопасности ведения подземных горных работ по аэрологическому фактору и имеет важное значение для охраны труда в горной промышленности (п.п. 2, 3 Паспорта специальности).

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что основными источниками радоновыделений в горные выработки являются подрабатываемые бедные урановые месторождения, разрабатываемые угольные пласты, содержащие уран в высоких концентрациях, и подземные воды, насыщенные радоном. При этом уран, содержащий главным образом два изотопа -- 238и (99,3 % общей массы) и 235и - актиноуран (0,7%), дает начало вместе с 232ТЬ трем рядам радиоактивного распада естественных радионуклидов.

2. Доказано, что количество воздуха необходимое для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна

по фактору радоновыделений определяется из решения одномерных уравнений стационарной диффузии радона в вентиляционных струях воздуха.

3. Физически обоснован и математически описан тот факт, что активность воздуха по радону в подготовительной выработке зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в выработке и коэффициента турбулентной диффузии.

4. Обосновано, что удельная активность воздуха по радону в выработках очистного участка зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона и средней скорости движения воздуха в забое, а при значительном удалении от сопряжения вентиляционного штрека очистного участка с главным вентиляционным штреком удельная активность воздуха по радону стремится к некоторому асимптотическому значению.

5. Установлено, что радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале, а при достаточно большом удалении от начала дренажного канала радоновыделение из подземной воды стремится к некоторому максимальному значению.

6. Для среднестатистических значений горно-геологических условий и технологических параметров теоретически обосновано, что, как правило, фактор радоновыделений является превалирующим фактором при стабильно атмосферном давлении. При этом выявлено, что количество воздуха, необходимое для разбавления радона, на 20 - 30 % превышает количество воздуха, требуемое для разбавления углекислого газа до предельно-допустимого значения.

7. Усовершенствована методика прогноза газовыделений в шахтах Подмосковного бассейна за счет учета радоновыделений в подземные горные выработки; разработаны методические положения расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков по радоновому фактору.

8. Разработан комплекс программных средств, позволяющих автоматизировать процесс инженерных расчетов, которые внедрены ОАО «Мосбасуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам и включены в учебные планы, учебно-методические материалы для студентов горно-строительного факультета.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Качурин Н.М., Ковалев P.A., Стась Г.В. Выделения углекислого газа при разработке месторождений полезных ископаемых// 1-я Международная конференция «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». - Тула,

2003.-С. 177-187.

2. Качурин Н.М., Вавилова JI.H., Стась Г.В. Некоторые насущные проблемы развития Подмосковного угольного бассейна// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд. МГТУ, 2004. - №10 - С. 245.

3. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Беляева В.Е. Источники выделений радона// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 176-179.

4. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Физическая модель и математическое описание вертикальной миграции радона в горные выработки// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 181-184.

5. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Свиридова Т.С. Математическая модель миграции радона в надработанных породах// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 184-186.

7. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Свиридова Т.С. Математическая модель выделения радона с поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 187-189.

8. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель выделения радона из подземных вод// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 190-192.

9. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Алгоритмы и комплексы программных средств прогноза выделений радона на очистном участке// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 192-196.

11. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель переноса радона в подготовительной выработке// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула, 2004. - №7. - С. 196-198.

12. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Беляева В.Е. Математическая модель переноса радона в выработках очистного участка// Известия ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - Тула,

2004. -№7.-С. 198-201.

13. Качурин Н.М., Поляков В.В., Ефимов В.И., Стась Г.В. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна // И1111 «Гриф и К0». - Тула, 2004. -227 с.

14. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Закономерности пространственного распределения радона в пределах Тульской области// Известия вузов. Горный журнал. - 2005. - №1. - С. 46-47.

15. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород//Известия вузов. Горный журнал. - 2005. - №3. - С. 19-20.

16. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из шахтных подземных вод// Известия вузов. Горный журнал. - 2005. - №2. - С. 31-32.

17. Семашко C.B., Мелехава Н.И., Стась Г.В. Прогнозирование современных карстово-суффозионных процессов на территории Тульской области// 3-я Всероссийской научно-техническая конференция «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии». - Тула, 2005.

Шд-.ши IP te 020300 от 12 02 97 Подписало в печать С, OZ fy Формат бумаги 60x84 '/,. Бумага офсетная Усл-печ л f.f Уч-итл /,0 Тираж /ср Заказ 5 ,

Тульский государственный университет

' 300600 гТ>та, просп Ленина, 92

Отпечатано в рслакиионно-юдательском и*.ггре TvibCbOiu гос> дарствен "ОГО утасктс а 300600 г1>ла. ул Болдина. 151

367f

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕ-ДОВНИЙ.

1.1. Методы и результаты исследований газообмена в шахтах Подмосковного бассейна.

1.2. Методики расчета количества воздуха для углекислотообиль ных шахт.

1.3. Математические модели фильтрационно-диффузионного переноса газов в угольных пластах, вмещающих породах и вентиляционных струях.

Выводы.

Цель работы, идея работы.

2. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯХ В ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА.

2.1. Динамика выделений углекислого газа и поглощения кислорода

2.2. Выделение радона из шахтных подземных вод.

2.3. Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород . 58 Выводы.

3. ФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАДОНОВЫДЕЛЕНИЙ В ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА.

3.1. Физическая модель и математическое описание вертикальной миграции радона в горные выработки.

3.2. Математическая модель вертикальной миграции радона.

3.3. Математическая модель выделения радона с поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта.

3.4. Математическая модель выделения радона из подземных вод.

3.5. Математическая модель переноса радона в подготовительной выработке.

3.6. Математическая модель переноса радона в выработках очистного участка.

3.7. Расчет количества воздуха для очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по фактору радоновы-делений.

Выводы.

4. АЛГОРИТМЫ И КОМПЛЕКС ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА ПО ФАКТОРУ ПОГЛОЩЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВЫДЕЛЕНИЯ РАДОНА В ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ.

4.1. Прогноз газовых ситуаций в горных выработках шахт Подмосковного бассейна.

4.2. Алгоритм расчета количества воздуха по фактору поглощения кислорода необходимого для проветривания подготовительных выработок углекислотообильных шахт.

4.3. Программа расчета абсолютного радоновыделения из надрабатываемого уранового месторождения ( I^ ).

4.4. Программа расчета радоновыделения из разрабатываемого тУП ч угольного пласта (УRn ). Ю

4.5. Программа расчета абсолютного радоновыделения из подземных вод (О.

4.6. Программа расчета количества воздуха по абсолютному радоно-выделению для забоев подготовительных участков (Q™ ).

4.7. Программа расчета количества воздуха по абсолютному радоно-выделению для очистных участков (Q^ ).

Выводы.

Актуальность проблемы. Статистические данные фактической аварийности в угольной промышленности Российской Федерации и стран ближнего зарубежья свидетельствуют, что около 90 % всех аварий (в том числе крупных) возникает в горных выработках угольных шахт.

Анализ информации за двадцатипятилетний период эксплуатации шахт Подмосковного бассейна, представленный областным управлением ВГСЧ, позволил получить статистические оценки общей тенденции частоты возникновения одного из наиболее опасного вида аварий, которыми являются загазирование горных выработок. Исследования Тульского государственного университета, выполненные совместно с Московской государственной геологоразведочной академией, позволили выявить не учитываемый ранее вид газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна - выделения радона. Очевидно, что этот вид газовыделений также необходимо учитывать в структуре газового баланса шахт и совершенствовать методы расчета количества воздуха по фактору радоновыделений.

Добыча угля в Подмосковном бассейне в настоящее время составляет менее 1 млн. т в год. Анализ потенциального и фактического спроса на угли Подмосковья (3-7 млн. т - по имеющимся заявкам) показывает, что его удовлетворение возможно за счет сохранения и восстановления действующих шахт, ввода в эксплуатацию новых предприятий. Перспективы роста добычи угля в Подмосковном бассейне связаны с необходимостью повышения безопасности ведения подземных горных работ.

В этих условиях особую значимость и актуальность приобретает научная задача разработки методических положений расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков шахт по радоновыделению, позволяющая совершенствовать методы оценки вредных факторов горного производства для сохранения здоровья горняков в процессе производственной деятельности.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематических планов МНТП «Прогноз», «Экологически чистое горное производство» и Федеральной целевой программы «Интеграция».

Целью работы является совершенствование методики расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков, на основе установления закономерностей влияния физико-химических и геологических факторов на миграцию радона в угольных пластах, вмещающих породах буроугольных месторождений Подмосковного бассейна и конвективно-диффузионный перенос радона рудничным воздухом в подземных горных выработках, что обеспечивает повышение безопасности труда на угольных предприятиях.

Идея работы заключается в том, что теоретические положения, позволяющие усовершенствовать методику расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков, основываются на математических моделях фильтрационно-диффузионного переноса радона в пористых сорбирующих средах и вентиляционных потоках воздуха, позволяющих рассчитать количество воздуха динамическим методом.

Основные, новые научные результаты, полученные лично соискателем: основными источниками радоновыделений в горные выработки являются подрабатываемые бедные урановые месторождения, разрабатываемые угольные пласты, содержащие уран в высоких концентрациях, и подземные воды, насыщенные радоном; удельная активность воздуха по радону в подготовительной выработке зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в выработках и коэффициента турбулентной диффузии; удельная активность воздуха по радону в выработках очистного участка зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона и средней скорости движения воздуха в забое, а при значительном удалении от сопряжения вентиляционного штрека очистного участка с главным вентиляционным штреком удельная активность воздуха по радону стремится к некоторому асимптотическому значению; радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале, а при достаточно большом удалении от начала дренажного канала радоновыделение из подземной воды стремится к некоторому максимальному значению; количество воздуха, необходимое для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по фактору ра-доновыделений определяется из решения одномерных уравнений стационарной диффузии радона в вентиляционных струях воздуха.

Новизна основных научных и практических результатов: сформулированы новые методические положения прогноза газообильности шахт Подмосковного бассейна, отличающиеся тем, что в структуре газового баланса шахт учтены выделения радона из разрабатываемого угольного пласта, вмещающих горных пород и подземных вод; установлены закономерности выделения радона в горные выработки очистных участков и подготовительные выработки из разрабатываемого угольного пласта, вмещающих горных пород и подземных вод; получены новые закономерности конвективной и конвективно-турбулентной диффузии радона в воздухе горных выработок очистных участков и подготовительных выработках; усовершенствована методика прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и уточнена методика расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков; разработан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс решения инженерных задач при использовании усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Практическое значение работы заключается в том, что разработанные методические положения прогноза газовыделений и расчета количества воздуха с учетом выделений радона в горные выработки, регламентируют единый подход к оценке аэрогазодинамических условий и позволяют повысить безопасность условий труда в шахтах Подмосковного бассейна.

Разработаны комплекты математических моделей миграции радона в угольных пластах, вмещающих породах и подземных водах, что повышает эффективность САПР экспертизы промышленной безопасности на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации угольных шахт Подмосковного бассейна.

Создан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс решения инженерных задач при использовании усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Реализация работы. Разработанные методические положения прогноза газовыделений и расчета количества воздуха с учетом выделений радона в горные выработки и комплекс программных средств внедрены в ОАО «Мосбасуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных наук. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам, а также включены в учебные планы и учебно-методические материалы по курсам «Промышленная экология. Защита биосферы», «Безопасность жизнедеятельности» и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» для студентов горно-строительного факультета.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается: корректной постановкой задач исследования, применением классических методов математической физики, математической статистики и современных достижений вычислительной математики; удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонение не превышает 20 %) и значительным объемом натурных наблюдений; положительными результатами внедрения усовершенствованных методик прогноза газовыделений в выработки шахт Подмосковного бассейна и расчета количества воздуха необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на следующих научных заседаниях: научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ (г. Тула, 2000-2005 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2000-2006 гг.); Международной конференции «Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 1996 г.); первой Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности «Наука и экологическое образование. Практика и перспективы» (г. Тула, 1997 г.); второй Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности «Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука, практика и перспективы» (г. Тула, 1998 г.); Международных симпозиумах «Mining Environmental Protection» (Югославия, г. Белград 2001 г., 2003 г.); второй Международной конференции «Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых и переработки отходов горной промышленности» (г. Тула, 2003 г.); первой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2003 г.); второй Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2005 г.).

Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 16 статей, 1 монография в соавторстве.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 138 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 16 таблиц, 28 рисунков, список литературы из 171 наименований.

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, проф. Э.М. Соколову, д-ру техн. наук, проф. Е.И. Захарову за методическую помощь, сотрудникам кафедр аэрологии, охраны труда и окружающей среды, геотехнологий и геотехники ТулГУ за содействие при проведении научных исследований.

Выводы

1 .Прогноз абсолютной углекислотообильности подготовительных и очистных участков осуществляется в соответствии с действующей методикой проектирования вентиляции угольных шахт [1989г.].

2.Для автоматизации расчетов количества воздуха по фактору поглощения кислорода необходимого для проветривания подготовительных выработок углекислотообильных шахт разработаны программы на объектно-ориентированном языке Borland C++Builder 6.0.

3. Для автоматизации расчетов ожидаемых значений абсолютного выделения радона из угольных пластов, вмещающих пород, подземных вод буроугольных месторождений шахт Подмосковного бассейна разработаны программы на объектно-ориентированном языке Borland C++Builder 6.0, которые использовались в вычислительных экспериментах.

4. Для автоматизации расчетов количества воздуха по фактору радоновыделений для подготовительных выработок и выработок очистных участков шахт Подмосковного бассейна разработаны программы на объектно-ориентированном языке Borland C++Builder 6.0, которые использовались вычислительных экспериментах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой усовершенствована методика расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по радоновыделению, что позволяет повысить уровень безопасности ведения подземных горных работ по аэрологическому фактору и имеет важное значение для охраны труда в горной промышленности (п.п. 2, 3 Паспорта специальности).

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что основными источниками радоновыделений в горные выработки являются подрабатываемые бедные урановые месторождения, разрабатываемые угольные пласты, содержащие уран в высоких концентрациях, и подземные воды, насыщенные радоном. При этом уран, содержащий главным образом два изотопа - U (99,3 % общей массы) и

U - актиноуран (0,7%), дает начало вместе с Th трем рядам радиоактивного распада естественных радионуклидов.

2. Доказано, что количество воздуха необходимое для проветривания очистных и подготовительных участков шахт Подмосковного бассейна по фактору радоновыделений определяется из решения одномерных уравнений стационарной диффузии радона в вентиляционных струях воздуха.

3. Физически обоснован и математически описан тот факт, что активность воздуха по радону в подготовительной выработке зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха в выработке и коэффициента турбулентной диффузии.

4. Обосновано, что удельная активность воздуха по радону в выработках очистного участка зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона и средней скорости движения воздуха в забое, а при значительном удалении от сопряжения вентиляционного штрека очистного участка с главным вентиляционным штреком удельная активность воздуха по радону стремится к некоторому асимптотическому значению.

5. Установлено, что радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале, а при достаточно большом удалении от начала дренажного канала радоновыделение из подземной воды стремится к некоторому максимальному значению.

6. Для среднестатистических значений горно-геологических условий и технологических параметров теоретически обосновано, что, как правило, фактор радоновыделений является превалирующим фактором при стабильно атмосферном давлении. При этом выявлено, что количество воздуха, необходимое для разбавления радона, на 20 - 30 % превышает количество воздуха, требуемое для разбавления углекислого газа до предельно-допустимого значения.

7. Усовершенствована методика прогноза газовыделений в шахтах Подмосковного бассейна за счет учета радоновыделений в подземные горные выработки; разработаны методические положения расчета количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков по радоновому фактору.

8. Разработан комплекс программных средств, позволяющих автоматизировать процесс инженерных расчетов, которые внедрены ОАО «Мосбасуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам и включены в учебные планы, учебно-методические материалы для студентов горно-строительного факультета.

1. Абдулгафаров К.К., Чердынцев В.В. Исследования радиоактивных эманаций и гелия из природных минералов в зависимости от температуры. - Изв. вузов. Горный журнал. - 1958. - С. 107.

2. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Расчет вентиляционных сетей шахт и рудников. М.: Недра, 1978. 232 с.

3. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Воздухораспределение в вентиляционных сетях шахт. Киев: Наукова думка, 1971. - 136 с.

4. Алексахин P.M., Ядерная энергия и биосфера, М.: Энерго-атомиздат, 1982. - 216 с.

5. Айруни А.Т. Газовая динамика и закономерности изменения фильтрационных параметров угольных пластов в зонах влияния горных выработок//Проблемы современной рудничной аэрологии. М.: Недра, 1974.-С. 117-129.

6. Айруни А.Т., Бессонов Ю.Н., Смирнов Н.С. Опыт комплексной дегазации участков// Уголь, 1968. №6. - С. 61-65.

7. Айруни А.Т., Зенкович JI.M., Рейцына Р.И. Установление границы влияния подработки тонких крутых пластов по газовому фактору// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1972 -№ 3. - С.15-17.

8. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. М.: Недра, 1981. - 335 с.

9. Айруни А.Т., Зверев И.В., Долгова М.О. Исследование структуры выбросоопасных углей Донбасса. Прогноз и предотвращение газопроявлений при подземной разработке полезных ископаемых М.: Сб.ст. ИПКОН АН СССР, 1962. - С. 104-112.

10. Айруни А.Т., Зенкович JI.M., Мхатвари. Т.Я. Искусственное увеличение защитного действия при разработке выбросоопасных пластов М.: ИНКОН АН СССР, 1984. - Деп. в ЦНИИЭИ-уголь 19.06.85. -№3418.-С. 53.

11. Айруни А.Т., Бобин В.А., Гажанов А.А. Оценка экспериментальных данных по равновесной сорбции метана и углекислого газа на ископаемых углях//Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1985. - № 3. - С. 74-81.

12. Айруни А.Т., Бобин В.А., Зверев И.В. Теоретические основы формирования микроструктуры газонасыщенного угольного вещества // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1985.-№6.-С. 89-96.

13. Айруни А.Т., Бобин В.А. Модель макроструктуры угольного вещества // Известия вузов. Горный журнал. 1987. - № 2. - С. 46-52.

14. Айруни А.Т., Бобин В.А., Зимаков Б.М. Особенности микроструктуры и сорбционных свойств углей по отношению к различным газам // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1989. - № 1. - С. 67.

15. А. с. 1090080 СССР, МКИ 01 21 100. Устройство для изоляции выработанного пространства в горных выработкам / Соколов Э.М., Тищенко Н.С., Качурин Н.М. (СССР). № 3785679/35-24. - Заявлено 10.06. - Опубл. 23.09.84. - Бюл. № 46. - С. 4.

16. А.с. 1516742 СССР МКИ4 01 В 5/26. Способ определения, площади поперечного сечения горной выработки / Качурин Н.М., Кузнецов В.В., Авдеев О.Ю. (СССР). № 4329886/25-28. - Заявлено 19.11.87.- Опубл. 23.10.89. - Бюл. № 39. - С. 2.

17. Алехичев С.П., Пучков JI.A. Расчет утечек воздуха из блоков апатитового рудника через толщу обрушенных руд и пород М. - Д.: Наука, 1966.-С. 31-35.

18. Алехичев С.П., Пучков JI.A. О методике лабораторного определения аэродинамических характеристик смесей кусковатого материала // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1966.- №6. -С. 71-76.

19. Алехичев С.И., Вассерман А.Д. Применимость двухчленного закона сопротивления и критериального уравнения при исследовании аэродинамики пористых сред//Физика процессов, технология и техника разработки недр. Сб. ст./Наука. - JI., 1970. - С. 29-36.

20. Арье А.Г. Физические основы фильтрации подземных вод. -М.: Недра, 1984.-102 с.

21. Бабкин P.JI. Отношение углей разной стадии метаморфизма к атмосферному кислороду//Химия твердого топлива. 1972. - №1. - С. 141-143.

22. Бадбин В.И., Моисеев Ю.К., Ситько Р.Я. О коэффициенте эманирования из толстого слоя урановых и ториевых руд. М.: Вопросы гигиены труда на урановых рудниках. - 1966. - С. 121.

23. Баранов В.И., Грачева Е.Г. К методике изучения проницаемости горных пород для радиоактивных эманация. Тр. радиевого ин-та. -1937. - т.З. - С. 117.

24. Баранов В.П. Математическая модель газовыделения из разрабатываемого угольного пласта с учетом скорости подвигания очистного забоя // Известия вузов. Горный журнал. 1961. - № 9. - С. 37-41.

25. Баренблатт Г. И. Об автомодельные движениях сжимаемой жидкости в пористой среде // Прикладная математика и механика. -1952. Т. XVI. - № 6. - С. 679-698.

26. Баренблатт Г.И. О некоторых неустановившихся движениях жидкости и газа в пористой среде // Прикладная математика и механика. 1952. - Т. XVI. -№ 1. - С. 409-414.

27. Баренблатт Г.И. Об одном классе точных решений плоской одномерной задачи нестационарной фильтрации газа в пористой среде // Прикладная математика и механика. 1953. - Т. XVI. - № 6. - С. 739-742.

28. Баренблатт Г.И. О приближенном решении задач одномерной нестационарной фильтрации в пористой среда // Прикладная математика и механика. 1954. - Т. XVIII. - № 3. - С. 351-370.

29. Баренблатт Г.И., Вишик М.И О конечной скорости распространения в задачах нестационарной фильтрации жидкости и газа // Прикладная математика и механика. 1956. - Т. XX. - №6. - С. 411- 417.

30. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра, 1972. - С. 288.

31. Безуглова А.Я. К вопросу о газовыделении из отбитого уг-ля//Научные сообщения ИГД им. А.А.Скочинского: Сб.ст. Вып. 127. -М., 1975.-С. 164-168.

32. Бобров А.И., Волошин В.Г. Слоевое скопление метана в шахтах Донбасса//Уголь Украины. 1964. - № 9. - С. 34-35.

33. Брабандер С.П. Разработка метода расчета и способов повышения эффективности дегазации выработанных пространств при высоких скоростях подвигания очистных забоев. Автореферат дис.канд.-техн. наук. Кемерово, 1967. - С. 17.

34. Брижанов A.M. Влияние трещинной и мелко амплитудной разрывной тектоники на метановыделения в подземные горные выработки угольных шахт Донбасса // Геология и разведка. 1965. - № 2. - С. 51-55.

35. Брижанов A.M., Галазов Р.А. Закономерности размещения метана в Донецком бассейне. М.: ЦНИЭИуголь. - 1987. - С. 48.

36. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. М.: Гостоптехиздат. -1948.-Т. 1.-781 с.

37. Бобин В.А., Зимаков Б.М., Одинцов В.Н. Оценка энергии межмолекулярного отталкивания молекул сорбата в микропорах угля// Физико-технические проблемы разработки полезных, ископаемых. -1989.-№5.-С. 48-56.

38. Бобров А.И., Клишкань А.Ф. Об отнесении выработок со свежими вентиляционными струями к опасным по слоевым скоплениям ме-тана//Уголь. 1981. - № 4. - С. 36-37.

39. Божко В.П., Бобров А.И., Клишкань А.Ф. Слоевое скопление метана причина развития аварии на шахте//Безопасность труда в промышленности. - 1967. - № 9. - С. 10-12.

40. Бондарь И.И. Исследование газопроницаемости угольного массива посредством решения обратной задачи фильтрации газа методом конечных разностей. Дис. .канд.техн.наук. - Киев, 1966. - С. 198.

41. Бурчаков А.С., Переверзев А.И. Влияние водонасыщенности угля на его газопроницаемость //Научные труды МИРГЭМ. М., 1973. -Вып. 45.-С. 13-19.

42. Бурчаков А.С., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология М.: Недра, 1971. - С. 376.

43. Булашевич Ю.П., Карташеев Н.П. Определение коэффициента диффузии радона в горных породах методом мгновенного источника. Изв.АН СССР. Физика Земли. - 1967. - №10. - С. 71-76.

44. Бухны Д.И. Исследование газового давления в призабойной части лавы с целью совершенствования технологии очистной выемки выбросоопасных пластов. Дисканд. техн. наук. - М., 1976. - С. 207.

45. Бессолицина М.П., Денисенко В.Е. Влияние влаги на процессы окисления угля//Техника безопасности, охраны труда и горноспасательное дело. — 1971. № 7. - С. 25-27.

46. Быков JI.H., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Определение газопроницаемости угольных целиков//Известия вузов. Горный журнал. -1966.-№ 11.-С.48-51.

47. Быков JI.H., Климанов А.Д., Соколов Э.М., Сулла М.Б. Методика подсчета количества воздуха для шахт//ТулПИ. Тула, 1965. - С. 35-43.

48. Веселовский B.C. Начальная стадия окисления каменных и бурых углей//Химия твердого топлива. 1971. - № 5. - С. 51-54.

49. Власова Н.С., Кушнерова В.Г. Влияние кислорода на количество кислородсодержащих групп в угле//Научные сообщения ИГД им. А.А.Скочинского. Сб. ст./ Вып. 34. - С. 89-97.

50. Гвоздева П.П. Угли Подмосковного бассейна и их классификация по физико-механическим свойствам. М.: Углетехиздат. - 1948. -С.243.

51. Горное дело. Терминологический словарь. Изд. 2, перераб. и доп. М. - 1974. - С. 528. - Авт.: Н.В.Мельников, Л.Д.Воронина, Г.П.Демидюк и др.

52. Граммаков А.Г. К теории эманационного метода для объектов локального типа М.: Вопросы рудной геофизики. - 1961. - 135 с.

53. Граммаков А.Г., Лятковская П.М. О диффузии радиоактивных эманаций в горных породах. //Геофизика. 1935. - т.5. - Вып.З. - С. 290.

54. Дополнение к "Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт". М.: Недра, 1981. - 79 с.

55. Дощечкин В.П., Сердюкова А.С. Некоторые вопросы определения коэффициента диффузии эманации в горных породах//Известия вузов. Горный журнал. 1969. - №7. - С. 73-76.

56. Ермаков М.А., Калякина Т.Н., Ортенберг Э.Ш. Зависимость газопроницаемости угля от его напряженного состояния и влажности -М.: Труды ВостНИИ. -1973. Т. 19. - С. 28-31.

57. Жамме Г., Прадель Ж. Проблема радона в урановых рудни-ках//Дозиметрия ионизирующих излучений.- 1956 С. 414-421.

58. Захаров Е.И., Иванчев В.П., Рыжикова Н.Г. Химическая активность углей Подмосковного бассейна/ТИзвестия вузов. Горный журнал.-1969.-№ 8.-С. 68-71.

59. Израэль Ю.А., Стукин Е.Д. Гамма-излучение радиоактивных выпаданий -М.гАтомиздат. 1967. - С. 224.

60. Игнатов П.А., Верчеба А.А. Основы радиогеоэкологии М.: МГТРУ. - 2002. - С. 105.

61. Информационный отчет по массовым поискам урана на территории Тульской области за 1960 г. Куренко Е.Я.

62. Капитонов Ю.Т., Сердюкова А.С. К расчету количества воздуха, необходимого для проветривания горных выработок урановых рудников//Изв. вузов. Горный журнал. 1962. - №6. - С.112-120.

63. Капитонов Ю.Т., Павлов И.В., Семикин Н.П., Сердюкова А.С. Об Адсорбции радона на активированном угле// Изв.вузов. Горный журнал. 1967. - №7. - С.118-125.

64. Качурин Н.М. Прогноз газовыделений и газовых ситуаций в угольных шахтах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - Тула, 1991. - С. 43.

65. Качурин Н.М. Исследования аварийности на предприятиях угольной промышленности и разработка теоретических основ прогноза вероятности возникновения аварий в угольной промышленности/Ютчет по теме 12.24.1. ТулПИ.-Тула, 1992.-С. 183.

66. Качурин Н.М., Ковалев Р.А. Физическая модель и математическое описание поглощения кислорода из шахтного возду-ха//Подземная разработка тонких и средней мощности пластов. Сборник научных трудов/ТулГУ. Тула, 1993. - С. 83-86.

67. Качурин Н.М., Ковалев Р.А., Ефимов В.И., Бобовников A.JI. Аэрогазодинамика углекислотообильных шахт. Монография - М.: 2005.

68. Качурин Н.М., Ковалев Р.А. Прогноз поглощения кислорода в угольных шахтах Подмосковного бассейна//У1 Всероссийская научно-методическая конференция "Безопасность жизнедеятельности человека": Сб. ст./МАНЭБ. С.-П., 1994. - С. 53-54.

69. Климанов А.Д., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Анализ состояния вентиляции шахт//Углекислотообильность шахт: ТулПИ. Тула, 1973. -С. 14-50.

70. Качурин Н.М. Исследования аварийности на предприятиях угольной промышленности и разработка теоретических основ прогнозавероятности возникновения аварий в угольной промышленности //Отчет по теме 12.24.1. ТулПИ. Тула, 1992. - С. 183.

71. Качурин Н.М., Ковалев Р.А. Прогноз поглощения кислорода в угольных шахтах Подмосковного бассейна//У1 Всероссийская научно-методическая конференция "Безопасность жизнедеятельности человека": Сб. ст./МАНЭБ. С. - П., 1994. - С. 53-54.

72. Качурин Н.М., Поляков В.В., Ефимов В.И., Стась Г.В. Загрязнение атмосферы топливно-энергетическим комплексом при использовании углей Подмосковного бассейна//Тула: И1111 «Гриф и К». -2004.

73. Качурин Н.М., Вавилова JI.H., Стась Г.В. Некоторые насущные проблемы развития Подмосковного угольного бассейна М.: Горный информационный аналитический бюллетень. - 2004. - №10. - С.245.

74. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Источники выделений радона//Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности».- Тула, 2004. №7. - С. 176-179.

75. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Физическая модель и математическое описание вертикальной миграции радона в горные выработки// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности».- Тула, 2004. №7. - С. 181-184.

76. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Свиридова Т.С. Математическая модель миграции радона в надработанных породах// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004.-№7. - С.184-186.

77. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель выделения радона с поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004. - №7. - С. 187-189.

78. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н., Свиридова Т.С. Математическая модель выделения радона из подземных вод// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004.-№7.-С. 190-192.

79. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Алгоритмы и комплексы программных средств прогноза выделений радона на очистномучастке// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004. - №7. - С. 192-196.

80. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель переноса радона в подготовительной выработке// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004. - №7. -С. 196-198.

81. Качурин Н.М., Стась Г.В., Качурина О.Н. Математическая модель переноса радона в выработках очистного участка// Изв.ТулГУ. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Тула, 2004. - №7. -С. 198-201.

82. Климанов А.Д., Соколов Э.М., Рыжикова Н.Г., Круль JI.A., Симанкин А.Ф., Шилов Н.Г. Борьба с газованием шахт Подмосковного бассейна/Ютчет по теме 170-а. Тула, 1973. - С. 144.

83. Качурин Н.М., Шилов Н.Г., Белобрагин Ю.Я., Панферова И.В., Бакунин Е.И. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт //Отчет о НИР № 05-79/ТПИ. -Тула, 1985.-С. 47.

84. Ковалев Р.А. Особенности газообмена в шахтах Подмосковного бассейна//Депонировано в ВНИИТИ. Per. № 696-В95.

85. Коварский Д.И. Физико-химические характеристики рудничной атмосферы в шахтах Подмосковного буроугольного бассей-на//Безопасность труда в горной промышленности. 1933. - № 7. - С. 17-20.

86. Коган Г.Л., Яновская М.Ф. О модели пористой структуры ископаемых углей//Химия твердого топлива. 1968. - № 5. - С. 38-41.

87. Ковалев Ю.М. Движение жидкости и газа в угольном пласте с учетом диффузионного процесса десорбции газа//Известия вузов. Горный журнал. 1974. - № 6. - С. 77-82.

88. Кричевский P.M. О природе внезапных выделений газа с выбросом угля // Бюллетень МакНИИ. 1948. - № 16. - С. 6-13.

89. Ковалев Р.А., Котлеревская Л.В., Прокофьев Л.В. Изучение связи градиентов изменения атмосферного давления с выделением углекислого газа и поглощением кислорода. // Изв.ТулГУ. Сер. «Энергосбережение, экология и безопасность». Тула, 1999. - С.106.

90. Коварский Д.И. Физико-химические характеристики рудничной атмосферы в шахтах Подмосковного буроугольного бассейна// Безопасность труда в горной промышленности. 1933. - № 7. - С. 17-20.

91. Кузнецов А.А. Оценка газовой ситуации и повышение эффективности проветривания протяженных, подготовительных выработок шахт Подмосковного бассейна. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Тула, 1983. - С. 216.

92. Линейное и нелинейное программирование/под ред. И.Н. Ляшенко. Киев: Вища школа. - 1975. - С. 372.

93. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. -М.-Л.: Гостехиздат. 1947. - С. 244.

94. Лидин Г.Д., Матвиенко Н.Г. О содержании кислорода в рудничном воздухе//Уголь. 1979. - № 9.

95. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. М.: Наука. - 1990. - С. 272.

96. Методика измерения содержания радона и радия в природных водах. М.: НТЦ «НИТОН». - 1993.

97. Мясников А.А. Прогноз углекислотообильности угольных шахт. М.: Недра. - 1974.

98. Мясников А.А., Мащенко И.Д., Крикунов Г.Н. Прогноз углекислотообильности угольных шахт. М.: Недра. - 1974. - С. 200.

99. Николаевский В.Н. Механика трещиновато-пористых сред. -М.: Недра. 1987.-С. 241.

100. Никитин В.А., Герлинг Э.К. О выделении радона из урановых минералов. Тр. Радиевого ин-та. - 1938. - т.4. - С. 318.

101. Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. Радиоактивные методы разведки//Л.: 1965.

102. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений /Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. М.: Радио и связь. - 1989.-С. 304.

103. Капитонов Ю.Т., Павлов И.В., Семикин Н.П., Сердюкова А.С. Об адсорбции радона на активированном угле//Изв. вузов. Сер. Геология и разведка. 1967. - №7. - С. 118-125.

104. Охрименко А.А., Шевченко В.Ф. Изучение газопроницаемости угольных пластов в шахтных условиях/ЛГехника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. ЦНИЭИуголь. 1977. - №11. - С. 11-12.

105. Панов Д.Ю. Справочник по численному решению дифференциальных уравнений в частных производных М.: 1951.

106. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления М.: Энергоиздат. - 1981. - С. 231.

107. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра. - 1986.-С. 447.

108. Прохоров В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах. Физико-химические механизмы и моделирование. М: Энергоиздат. - 1981. - С. 98.

109. Радиация, Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. М.: Мир. - С.

110. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка - Донбасс, 1989. - 320 с.

111. Рыжикова Н.Г., Саламатин А.П., Шилов Н.Г., Качурин Н.М., Шкловер С.В., Панферова И.В. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт (окончательный отчет)/Отчет о НИР № 05-79/ТПИ. Тула, 1980. - С. 52.

112. Самаркский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука.- 1989.-С. 432.

113. Сердюкова А.С., Капитонов Ю.Т. Изотопы радона и продукты их распада в природе. Изд.2-е М.: Атомиздат. - 1975. - С. 296.

114. Скочинский А.А. Вентиляционный режим шахт Подмосковного бассейна. М.: Углетехиздат. - Министерство Западуголь. - 1947.

115. Соколов Э.М. К вопросу о максимально возможной производительности лав по условиям проветривания//Научно-техническая конференция. Горно-геологическая секция. — Тула, 1964. — С. 75-78.

116. Соколов Э.М. О генезисе углекислого газа угленосных от-ложений//Геология и разведка угольных месторождений. Сб.ст./ ТулПИ. -Тула, 1979.-С. 32-52.

117. Соколов Э.М. Прогноз и управление углекислотовыделени-ем в горные выработки угольных шахт. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Тула, 1980. - С. 449.

118. Соколов Э.М., Сулла М.Б. Расчет количества воздуха для проветривания шахт//Углекислото-обильность шахт. Сб. ст./ТулПИ. -Тула, 1973.-С. 143-148.

119. Соколов Э.М., Сулла М.Б., Иванчев В.П. Газовыделения в шахтах Подмосковного бассейна//Углекислотообильность шахт. Сб. ст./ ТулПИ. Тула, 1973.-С. 51-128.

120. Соколов Э.М., Сулла М.Б., Харламов В.А. Влияние подземных вод на углекислотообильность шахт//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1968. - № 10. - С. 25-27.

121. Соколов Э.М. Совершенствование проветривания шахт Подмосковного бассейна//Уголь. 1975. - № 6. - С. 66-69.

122. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Цатурян И.А. Влияние аэродинамических связей горных выработок с поверхностью на состав рудничного воздуха//Известия вузов. Горный журнал. 1979. - № 7. - С. 5256.

123. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Углекислый газ в угольных шахтах. -М.: Недра. 1987. - 143 с.

124. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Захаров Е.И. Газовая проницаемость углей и пород на действующих шахтах Подмосковного бас-сейна//Механизация горных работ на угольных шахтах. Сб. ст./ТулПИ. -Тула, 1983.-С. 21-26.

125. Соколов Э.М., Цатурян С.И. Фильтрация газа в угле как пористой, сорбирующей среде//Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Сб. ст./ТулПИ. Тула, 1975. - С. 145-154.

126. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Бакланов К.В., Ковалев Р.А. Моделирование сорбции кислорода углем в адсорбере закрытого типа// Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Сборник научных трудов/ТГТУ. Тула, 1994 - С. 53-58.

127. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов А.А., Лебедев A.M. Системные принципы радиологической оценки загрязненных террито-рий//ТулГУ. Тула, 2003. - С.308.

128. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Тищенко Н.С. Газовыделение в тупиковую выработку, изолированную от выработанного пространства перемычкой //Известия вузов. Горный журнал. -1983. -№ 5. С.49-54.

129. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов А.А. Выбросы радона в атмосферу из шахт Подмосковного бассейна// Изв.ТулГУ. Сер. -Экология и безопасность жизнедеятельности. 1994. - С. 139-141.

130. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов А.А., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона из шахтных подземных вод// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. -1994. - С.141-146.

131. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов А.А., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона из породоугольного массива// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - 1994. - С. 146-149.

132. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов А.А., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона воздушным потоком в горной выработке// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - 1994. - С. 141-146.

133. Справочник по рудничной вентиляции. М.: - Недра. - 1988. -С. 440.

134. Сулла М.Б., Соколов Э.М., Рыжикова Н.Г. Методика изучения поглощения углекислого газа углями//Поглощение инертных газов в горных выработках/ Приокское книжное изд-во. Тула, 1969. - С. 28-34.

135. Сулла М.Б. Научные основы формирования и нормализации атмосферы при подземной разработке негазовых или малогазовых (по метану) угольных шахт// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Тула. - 1979. - С. 586.

136. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Закономерности пространственного распределения радона в пределах Тульской области// Известия вузов. Горный журнал. 2005. - № 1. - С. 46-47.

137. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород// Известия вузов. Горный журнал. 2005. - № З.-С. 19-20.

138. Стась Г.В., Титов Д.Ю. Выделение радона из шахтных подземных вод// Известия вузов. Горный журнал. 2005. - № 2. - С.31-32

139. Тищенко Н.С. Управление газовыделением при переходных газодинамических процессах в шахтах Подмосковного бассейна. //Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.-Тула, 1987.-С. 176.

140. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Медведев И.И. Рудничная аэрология. М.: Недра. - 1978. - 478 с.

141. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. М.: Недра. - 1984.248 с.

142. Ушаков К.З. Динамический метод расчета вентиляции угольных шахт//Технология добычи угля подземным способом: Сб. ст -М.: ЦНИЭИуголь. 1967. - № 2. - С. 12-16.

143. Ходот В.В., Яновская М.Ф., Пресмыслер Ю.С., Иванов Б.М., Фейт Н.Г., Крупеня В.Г., Коган Г.Л. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. М.: Наука. - 1972. - С. 138.

144. Фертельмейстер Я.Н. Исследование газоемкости углей и газоносности пластов// Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат. - 1962. - С. 25-36.

145. Чарный И.А. Фильтрация газа в угольном пласте//Изв. АН СССР. ОТН. — 1947. № 2. - С. 131-143.

146. Щербань А.Н., Цырульников А.С., Бондарь И.И. Методика определения газопроницаемости угольного массива. Киев: АН УССР. -1958.-С. 57.

147. Щербанъ А.Н., Цырульников А.С. Газопроницаемость угольных пластов. Киев: АН УССР. - 1958. - С. 156.

148. Шашмурин Ю.А. Исследование равномерно распределенных утечек воздуха на апатитовом руднике им. С.М.Кирова/Проветривание карьеров и рудников с большими зонами обрушения. Сб.ст. М: Наука. -М.-Л, 1966.-С. 48-52.

149. Шашмурин Ю.А. Фильтрационные утечки рудничного воздуха. Л.: Недра. - 1970. - С. 176.

150. Эттингер И.Л. Газоемкость ископаемых углей. М.:Недра. -1966.-С. 223.