Введение к работе
Актуальность работы. Ежегодно на планете добывается подземным способом более миллиарда тонн угля. После добычи полезного ископаемого остаются сотни километров подземных горных выработок, далее не используемых горными предприятиями. Горнодобывающие предприятия в развитых странах мира после прекращения использования подземных горных выработок в процессе добычи угля осваивают их для размещения своих вспомогательных производств, складов, шахтного туризма, лечебных и других целей.
В настоящее время в европейской части России миллионы кубометров экологически небезопасного для окружающей среды нетоксичного мусора занимают большие площади землеотводов городских территорий и горных предприятий, на аренду и содержание которых расходуется немало средств. Химический состав сухой массы компонентов твёрдых бытовых отходов в зависимости от климатических зон составляет: органические вещества - 56 - 80%; зола - 20 - 45%; углерод - 28 - 39%.
Обследование угольных шахт в Восточном Донбассе, Кузбассе, Печорском и Подмосковном бассейнах показало, что в среднем 30% подземных горных выработок закреплены монолитной, сборной бетонной, железобетонной крепью; 70% выработок закреплены деревянной, анкерной, металлической крепью.
Многоцелевое вторичное освоение подземных горных выработок на работающих угольных шахтах для кратковременной или долговременной эксплуатации даст возможность снижения себестоимости добычи угля, позволит сэкономить средства предприятий, расходуемые на оплату аренды земли, занятой породными терриконами, хвостохранилищами горных предприятий, свалками мусора, обеспечить рациональное использование природных ресурсов, экологическую безопасность угледобывающего региона, дать дополнительные рабочие места местному населению, что в свою очередь снизит социальную напряжённость. Вторичное использование горных выработок постоянно требует информационного обеспечения в режиме непрерывного или дискретно непрерывного мониторинга о состоянии массива горных пород, несущих конструкций крепи, изменения геометрических и прочностных характеристик
ОЭ mi^mmt6f
объектов, попавших в мульду сдвижения на земной поверхности. Существующие виды мониторинга не рассматривают маркшейдерский мониторинг горных выработок вторичного многоцелевого использования в угледобывающих регионах. В период многоцелевой вторичной эксплуатации подземного пространства снижаются технические характеристики крепи и крепёжного материала, продолжают изменяться гидрогеология, свойства пород, экологическая обстановка..
Системы маркшейдерского мониторинга подземного пространства для его многоцелевого освоения в угледобывающих регионах позволят произвести оценку и прогноз состояния объектов наблюдений для принятия управленческих решений промышленной и экологически безопасной эксплуатации предприятия. Они являются составной частью экологического мониторинга, который создаётся в нашей стране в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга России» от 24 ноября 1993 г. № 1229.
Обоснование разработки методологии создания систем маркшейдерского мониторинга комплекса подземных горных выработок, высвободившихся в результате завершения добычи угля на работающих и подлежащих закрытию угольных шахтах, для их многоцелевого вторичного использования, с учетом геологического строения массива, гидрогеологических условий, нарушенности толщи пород деформационными процессами, вызванными подработкой массива в результате проведения подземных работ, геометрических и прочностных характеристик крепи, состояния её несущих конструкций в зависимости от длительности эксплуатации, технологии строительства и характера использования выработок, является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ научное обоснование разработки методологии систем маркшейдерского мониторинга комплекса подземных горных выработок, высвободившихся в результате завершения технологического цикла добычи угля и предназначенных для вторичного многоцелевого экологически безопасного освоения на закрывающихся и работающих угольных шахтах, на основе предложенных новых методов оценки и прогноза состояния подработанного слоистого, массива горных пород, с учётом его геологического строения,
гидрогеологических условий, геометрических и прочностных характеристик несущих конструкций крепи.
ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании маркшейдерского мониторинга для получения информации о состоянии и динамике изменения геометрических параметров подземных горных выработок вторичного многоцелевого освоения подработанного слоистого массива горных пород с целью обеспечения экологически чистой и безопасной эксплуатации подземных технологических объектов на угольных шахтах.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. В работе использованы: системный анализ и теоретическое обобщение результатов исследований в области создания систем маркшейдерского мониторинга подземного пространства вторичного многоцелевого освоения угледобывающих регионов, теоретические исследования сдвижения пород, маркшейдерские наблюдения за изменениями состояния подработанного слоистого массива пород, маркшейдерские натурные обследования состояния крепи подземных горных выработок угольных шахт с целью определения номенклатуры выработок для многоцелевой эксплуатации.
