Введение к работе
Актуальность работы. Подземная разработка графитовых месторождений в Шри-Ланка - одна из ведущих отраслей народного хозяйства страны, приносящая значительный доход при продане графита (до 95!? от объема добычи) иностранным государствам (США, їрактіпл, Япония и другие странн).
Графит в месторождении Богала находится в виде тонких крутых (падение 70-90) пластообразных залежей мощностью от 0,2 до 1,1 м. Окружающие породы залежей - крепкие кварциты и гранітогнейси, однако в непосредственной кровле (около 0,3 м) залетает графитизированный гнейс со слабым контактом с другими порода::", что отражается на устойчивости выработок, особенно при утолщен::н залеж.
На шахте Богала графит добывается горизонтальными слоями в восходящем порядке к с полной закладкой выработанного пространства нижележащего слоя пустыми породами, отбиваемыми в забое-присечке. Поле размером 40x50 м имеет на границах два гезенка. Добыча характеризуется высокой трудоемкостью отделения (отборными молотками) и доставки (в тачках) графита. Неэффективно на тахте проветривание из-за больших утечек воздуха через выработанное пространство, а также низка безопасность работ.
Устранение указанных недостатков определило актуальность исследования, которое направлено на выбор способа совершенствования технологии и установление ее параметров.
Исследуемое предложение по совершенствованию технологии предусматривает отработку выемочного (или шахтного) поля по простиранию, а движение забоя-присечки по восстанию таккв с оставлением пустых пород в выработанном пространстве. При этом создаются благоприятные условия для механизированного отделения графита, эффективного поддержания забоя-присечки при утолщениях залежи и проветривания участка возвратяоточной струек воздуха через массив. Графит на откаточный штрек, а породы в закладочную печь поступают самотеком.
При разработке технологии необходимо исследовать и выбрать отбойный механизм, раскрыть закономерности проявлений горного давления при изменениях мощности залежи, определить способ поддержания боковых пород, параметры технологии в целом и народнохозяйственный экономический эффект.
Работа выполнялась автором целенаправленно в соответствии с планом кафедры горного дела Российского университета дружбы народов (РУДН) по темам I340I5 "Научные основы прогнозирования проявлений горного давления" (гос. регистрация JJ0I.86.008 4355), 21/90 "Способ выемки графита" (гос. регистрация % 92007450).
Целью исследования является научное обоснование предлагаемого способа выемки крутой тонкой пластообразной залежи графита с движением забоя-присечки по восстанию и отработкой поля по простиранию в условиях месторождения Богала (Шри-Ланка).
Идея работы - установить физико-механические свойства пород и закономерности проявлений горного давления, на основе которых определить параметры подготовки и технологии очистных работ при выемке крутой тонкой пластообразной залежи в условиях месторождения Богала (Шри-Ланка)."
Методы исследования - обобщение и анализ особенностей горногеологических условий и опыта разработки залежей графита, экспериментальные наблюдения, аналитические и тзхнико-экономические расчеты.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
рост давления пород висячего бока на крепь забоя-присечки до максимального значения (около 1,35 /Н) при утолщении залежи и возможном вывалообразовании;
формирование нагрузки на ограждение транспортно-ходовой печи со стороны заложенных в выработанном пространстве пород и ее максимального значения около 0,4 МПа при наклоне линии забоев-присечек к горизонту, равном 75.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
раскрыта закономерность изменения бокового давления пород на крепь забоя-присечки и опорного давления, согласно которой первое растет, а второе падает при выемке утолщенной залежи, что указывает на наличие разгрузки пород от напряжений и постепенного опускания кровли над выработанным пространством;
установлена зависимость между скоростью псдвкгакпя заЗсл-присечки и боковым давлением пород, в результате чего по минимальному давлению определена рациональная скорость подвигапия;
на основе гранулометрического состава определена зависимость заданной (для потребителя) сортности графита от параметров его резания кольцевым баром.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных и аналитических исследований (расхождение 10-15$); представительным объемом выполненных совместно с ИГД имени А.А.Скочинского исследований физико-механических свойств графита и пород месторождения, давления боковых пород на забой-при-сечку на блочно-лазерном стенде РУДН и нагрузки на огракдение транспортно-ходовой печи на стенде ИПКОН РАН; уточнением напряженно-деформированного состояния пород (НДСП) методом конечных элементов с применением ЭВМ; положительным решением о внедрение предлагаемой технологии на шахте Богала (Шри-Ланка).
Практическая ценность работы заключается в рекомендации научно обоснованной технологии выемки тонкой крутой пластообраз-кой залежи графита в забое-присечке, . двигающемся по восстанию. Предлагаемая технология предусматривает механизированное отделение графита с заданной сортностью, установку распорной крепи, обеспечение самотечной доставки отбитого графита и пустых пород, ограждение транспортно-ходовой печи со стороны заложенных пород с использованием местного материала Coccs, осуществление воз-вратноточного проветривания через массив. Параметрами подготовки и технологии очистных работ являются длина линии забоев-при-сечек - 60 м, этажа (выемочного поля) - 400 м, сечения транспортно-ходовой и вентиляционно-закладочной печей - 1,0x1,2 м, величина среза графита кольцевым баром - 20 мм и расстояние между линиями среза - 60 мм, скорость подвигания забоя-присечки -5,0-5,2 м/сут, сопротивление стоек крепи забоя-присечки - 550 кН, число рядов в ограждении выработанного пространства - 2 о установкой распорной однорядной перемычки.
Реализация результатов работы. Требования к предлагаемой технологии приняты менеджером шахты Богала (Шри-Ланка) и направлены в Проектное управление в г.Коломбо для осуществления первого этапа работ по внедрению технологии, имеется договор о взаимодействии между шахтой и ИГД им.А.А.Скочинского при внедрении технологии; расчетный народно-хозяйственный экономический эффект при внедрении составит на один участок I млн.рупий в год.
Апообация работы. Основное содержание работы и отдельные положения диссертации докладывались на ХХІУ-ХХІХ научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава инженерного факультета Российского университета дружбы народов (г. !,1осква, 1988-1993 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано шесть печатных работ и получено положительное решение на изобретение.
