Введение к работе
Актуальность работы. Для качественного развития экономик!! необходимо повышение эффективности работы топливно-энергетического комплекса как основы народного хозяйства страны. В угольной промышленности — одном из главных звеньев топливно-энергетического комплекса — требуется решить .проблему увеличения полноты извлечения запасов угля и уменьшения вредного .влияния горных работ на окружающую среду.
. Своевременное її качественное решение этих вопросов особенно .необходимо в настоящее время в связи с переходом большинства шахт Кузбасса к .добыче угля на больших глубинах с более сложными горно-геологическими условиями. Переход шахт к ведению горных работ на более глубоких горизонтах потребует выполнения, больших объемов по проведению и поддержанию подготовительных выработок и, следовательно, увеличения трудовых и .материальных затрат. Анализ состояния подготовительных выработок шахт Южного Кузбасса .показал, что одной из главных причин, обусловливающих необходимость перекрепления, является несоответствие параметров крепей и паспортов крепления выработок условиям их поддержания. Такое несоответствие вызвано тем, что .паспорта крепления .проектируются в большинстве, случаев без обоснования их расчетами, а также значительной изменчивостью горно-геологических и горнотехнических условий поддержания выработок не только в пределах шахтного поля, но и выемочного столба.
Одной из основных причин больших материальных и трудовых затрат на поддержание выработок шахт Южного Кузбасса является отсутствие эффективных и экономичных конструкций крепей 'и надежных программ автоматизированного проектирования .паспортов крепления, основанных на прогнозировании реальных условии поддержания подготовительных выработок. Таким.образом, обоснование параметров технологии крепления и поддержания подготовительных выработок на основе использования математических методов их расчета на ЭВМ с учетом реальных горно-геологических условий экс-ллуатацни выработок является актуальной научной задачей,
способствующей улучшению состояния горно-подготовительных работ и (Повышающей технико-экономические показатели подземной добычи угля.
Цель работы является установление зависимостей, определяющих влияние основных горно-геологических и горнотехнических факторов на условия поддержания подготовительных .выработок, для обоснования параметров технологии крепления и поддержания выработок на шахтах Южного Кузбасса, обеспечивающих снижение трудоемкости и повышение эффективности горно-подготовительных работ.
Идея работы заключается в комплексном учете влияния основных горно-геологических и горнотехнических факторов <на 'эффективность крепления и поддержания подготовительных выработок на шахтах Южного Кузбасса.
Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
зависимости между смещениями пород контура подготовительных выработок и основными горно-геологическими и горнотехническими факторами (приток воды в выработку, мощность пласта, угол падения пласта, ширина угольного целика, разрыв во времени между отработкой соседнего выемочного столба и проведением выработок и др.), отличающиеся комплексным учетом их влияния на устойчивость приконтур-ного імасс'ива;
вероятностно-статистическая модель прогнозирования условий поддержания подготовительных выработок на шахтах Южного Кузбасса, отличающаяся комплексным учетом влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов;
технологические и 'конструктивные параметры новой .металлической 'податливой крепи, отличающиеся повышенной устойчивостью и малой трудоемкостью ее установки и демонтажа по сравнению с аналогичными крепями подготовительных выработок на шахтах Южного Кузбасса.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
достаточным объемом статистических данных, используемых для установления зависимостей (138 горных выработок 12 шахт концерна «Кузнецкуголь», наблюдаемых в течение 5 лет);
удовлетворительной сходимостью результатов прогноза условий поддержания .подготовительных выработок с фактически наблюдаемыми при стендовых испытаниях и ведении горных работ (расхождение составило не более 15—25%);
— положительным результатом внедрения новой конст
рукции крепи на ш. «Капитальная» концерна «Кузнецкуголь».
Значение работы. Научное значение работы состоит в разработке вероятностно-статистической модели прогнозирования условий поддержания выработок для конкретных горно-
геологических и горнотехнических ситуаций на шахтах Южного Кузбасса и создании на ее основе программы автоматизированного проектирования паспортов крепления подготовительных выработок.
Практическая ценность работы заключается в разработке новой конструкции крепи подготовительных выработок с повышенной устойчивостью и малой трудоемкостью ее установки и демонтажа и рекомендаций по дальнейшему совершенствованию технологии крепления и поддержания подготовительных выработок.
Реализация выводов и рекомендаций. Разработанная в работе новая конструкция металлической податливой бочкообразной крепи БИК-1 внедрена па ш. «Капитальная» концерна «Кузнецкуголь» при креплении выработок на пластах -6,/(-3. Расчетный годовой экономический эффект от внедрения составляет 74 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на научных семинарах кафедры технологии и комплексной механизации горных работ Тульского политехнического института (1987—1990 гг.) и кафедры технологии, механизации и организации подземной разработки угля Московского горного института ('1989— 1990 гг.), «а технических советах концерна «Кузнецкуголь» и шахт, входящих в его состав (1987—1990 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 119 страниц машинописного текста, 34 таблицы, 35 рисунков, список литературы 'из 87 наименований.
Автор выражает особую благодарность каид. техн. наук, доц. Н. В. Гаврилову (ТулПИ) за научные консультации, оказанные при выполнении работы.
