Введение к работе
Актуальность темы. Проблема охраны окружающей среды в последние годы приобрела важнейшее значение. На протяжении десятилетий происходило накопление негативных проявлений в окружавшей среде, которое к настоящему времени достигло угрожающих размеров. Горнодобывающие предприятия Украины являются мощными источ-) никами загрязнения окружавшей среды, наносящими народному хозяйству страны значительный экологический, социальный и экономический ущерб. В результате их деятельности экологическим нарушениям подвергаются земельные угодья, водные и воздушные бассейны. При подземной разработке угольных пластов основными факторами, существенно ухудшающими экологическую обстановку угледобывающих регионов, является Еыдача из шахт больших объемов породы и подработка значительных площадей земель и поверхностных сооружений. В результате' того, что в эксплуатации находится большое количество тонких л весьма тонких пластбв, которые отрабатываются с прксечками бо-срвых пород, часть породы выдается из шахт по угольным транспортам линиям, Еыэывая тем самым ухудшение качества добываемого уг-ія, увеличение расходов на обогащение и транспортирование горной іассн.
Известным, но до сих пор недостаточно изученным направлением, :пособным снизить эти негативные последствия, является применение '.елективной технологии отработки пластов с закладкой внработанно-'о пространства. Причем, если вопросы селективной выемки и заклад-:и в некоторой степени по отдельности изучены, то проблема зак-адки присекаемых пород очистного забоя в выработанное пространст-о, особенно в условиях Западного Донбасса, осталась не решенной, тсутстгие достаточных научных обоснований технологических пара-етров и принципиальных схем размещения породы препятствует широ-ому внедрению такой природоохранной технологии для отработки тон-их пластов. Поэтому решение этих вопросов является актуальной адачей, имевшей больное народно-хозкйстБенное значение.
Цель работы - установление закономерностей и зависимостей, зобхолимых для обоснования основных параметров технологии отра-этки тонких пологих пластов с закладкой присекаемых пород в выра-зтанкое пространство.
Идея работы заключается в использовании при разработке тон-IX и весьма тонких пластов присылаемых пород очистного забоя в шестпе закладочного материала.
Научные положения, выносимые на зашиту:
- при закладке выработанного пространства в условиях шахт
Западного Донбасса деформации основной кровли в 1,7 - 2 раза мень
ше, чем при полном обрушении кровли и не превышают б - б им/м,
что позволяет устранить вывалообразование в рабочем пространстве лавы и в месте возведения закладочного массива;
- изменение длины лавы при закладке выработанного простран
ства в диапазоне полной подработки надугольной толши приводит к
несущественному изменению (не более 10 процентов) величин опуска
ний и деформаций пород кровли в рабочем пространстве лавы, что
позволяет увеличить длину очистного забоя до вкономически целесо
образной величины;
,- присекаемые породы очистного забоя пригодны для использования в качестве закладочного материала при влажности не.более 18>процентов.
Новизна работы заключается в установлении:
закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния надугольного массива при закладке.» выработанного пространства от технологических параметров;
зависимостей скорости подачи комбайна при выемке породы и коэффициента машинного времени лавы от мощности присечки боковых пород .для различных типов очистного и закладочного оборудования, отличавшихся учетом особенностей закладки в выработанное пространство присекаемых в очистном здОое пород и позволяющих с большей точностью определить параметры технологии;
зависимости изменения приведенных затрат очистного забоя от длины лавы, отличавшейся учетом особенностей раздельной выемки пласта и закладки выработанного пространства и позволяющей определить экономически целесообразную длину очистного забоя для конкретных технологических схем очистных и закладочных работ;
зависимости количества воды, подаваемой для орошения закладочного материала от его естественной влажности, отличавшейся тем, что в ней учтены адгезионные свойства и ситовый состав присе-каемой породы, что позволяет снизить пьшевьщеление при закладке и повысить эффективность пневмотранспортирования закладочного матери ала.
Методы исследоганий. Для решения поставленных задач использовались аналитические, натурные и лабораторные исследования, математическое мопелирсвание с использованием ЭВМ.
Достоверность роэультатсг научных исследований подтверждает-
ся:
экспериментальной проверкой теоретических положений И 3h-ьисимостой в процессе шахтных исследований, выполненных в представительных для Западного Донбасса очистных забоях с применением типовых методик;
незначительным расхождением результатов расчетов с данными экспериментальных исследований, которое не превышает Гб процентов.
Практическая ценность:
разработаны технологические схемы отработки тонких пологих пластов с закладкой, предусматривающие возможность размещения в выработанном пространстве присекаемых пород очистного забояі
обоснованы конструктивные особенности выемочно-закладочных комплексов машин, базирующихся на применении как серийно выпускаемого, так и создаваемого оборудования.
Реализация результатов работы. Основные положения работы использованы при разработке и внедрении технологии селективной отработки пласта С^ с закладкой выработанного пространства в условиях шахты "Благодатная" ПО "Павлоградуголь". В 1986 г. институту 1Дон-гипроурлеыаш" передано "Научно-техническое обоснование на выеноч-но-закладочный комплекс машин", которое учтено при создании комплекса МКДЗ-90. В 1989' г. разработаны и переданы институту "Гипро-углемаш" "Исходные данные к разработке на базе КІОЗ очистного комбайна для валовой и раздельной выемки тонких н весьма тонких пластов в составе комплекса ЫКДЗ-90 или другого типа".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на УШ и IX республиканских научно-технических конференциях молодых ученых (г.Кохтла-Ярве, 1986, 1989гг.), на Всесоюзной научно-технической кон$еренцми "Интенсивная и безотходная технология разработки угольных и сланцевых месторождений" (г.Москва, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технологии горного производства для снижения негативного воздействии на окружавшую природную среду" (г.Кривой рі-г, 1991 г.), на технических совещаниях специалистов ПО "Павлоград-уголь" (г.Павлоград, 1988 - 1990 гг.).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы ь II печатных работах. Но теме диссертационной работы получено ?. авторских свидетельства на изобретение.
Обьем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, состоит из вьет.пня, четырех глав
заключения, содержит 47 рисунков, 14 таблиц» список литературы
из 108 наименований и 6 приложений. '
Автор глубоко признателен сотрудникам кафедры подземной разработки месторождений ГГА Украины, Днелрогипрошахта, ПО "Павло-градуголь" за помощь и сотрудничество в проведении исследований и внедрении их результатов.
Автор искренне благодарен научным руководителям профессору, доктору технических наук Кияшко И.А., доченту, кандидату технических наук Савостьянову А.В., а также академик/ АВД Украины, профессору, доктору технических наук Колоколову О.В. за методическую поыопь и научные консультации.
