Введение к работе
Актуальность работы .:
, Отработка пластов с труднообрушаемой кровлей связана с целым рядом трудностей. Во-первых, обрушение кровли происходит крупными блог камй с большими зависаниями пород, что осложняет взаимодействие крепей с породами кровли. Резкие осадки кровли и высокие нагрузки: на крепи вызывают их деформацию, остановки забоев, создают опасные условия труда,.. .Во-вторых, большинство пластов с труднообрушаемой кровлей относятся к опасным по-горным ударам. Это, в первую очередь, относится к пластам мощным.
Мощность пласта более 3,5 м и наличие в кровле труднообрушаемых пород способствуют возникновению динамических проявлений горного давления. На -ряде шахт Кузбасса' имеют место динамические проявления горного давления. К ним относятся резкие осадки кровли и горные удары.
В Кузбассе выявлено более 550 шахтопластов склонных к горным уда
рам. Новые угольные районы Восточного Кузбасса, представлены также
гитами пластов пологих с труднообрушаемыми породами кровли и склон
ными к горным ударам. ..:!. ' -' "
Возникновение горньш ударов, их сила и характер проявления: зависят
эт многих горно-геологических и технологияеекихфакторов. Наиболее су
щественным, фактором, способствующим возникновению динамических.
троявлений горного давления, является кровля пластов. В зависимости от
гого, какие-породы залегают в кровле, происходит формирование напряже
ние массиве впереди забоя, и параметров зоны опорного давления. При
лработке пластов с труднообрушаемыми породами в-кровле коэффициент
сонцентрации-напряжений; в зоне; опорного давления достигает таких зна-
іений, гфи которых возникают горные удары. ^-
(Поэтому разработка рекомендаций, направленных на повышение эффективности Hf безопасности выемки удароопасных пластов угля с трудно-)брушаемыми кровлями является важной и актуальной задачей-
Целью, работы является разработка и обоснование комплекса мер, обеспечивающих эффективную, н безопасную отработку пологих пластов с руднообрушаемой кровлей и опасных по горным ударам. :
Идея работы заключается в использовании экспериментально устано-(ленных закономерностей деформирования углепородного массива при от-»аботке пологих; пластов опасных- по горным ударам для разработки ком-ілекса мері обеспечивающих эффективное и безопасное ведение горных ра-
ІОТ.
Задачи исследований:
- установить,параметры зон опорного давления при отработке ударо-шасных пластов с труднообрушаемыми породами кровли;
установить., закономерности изменения.; напряженно-деформированного состояния подрабатываемого массива пород;
- определить влияние технологических процессов на,динамическое состояние углепородного массива в очистных и подготовительных забоях;
-"разработать инженерный метод выбора механизированнь'їх крепей
для отработки удароопасных пластов; *-''-ч---.-... ;- ' ;«; ...;уї
^.раэраотгть:рекомендац.ии по безопасному ведениюторнйх работ W
пластах, опасным по горным ударам. г- .ч- лг-%---^ ;. .ю>:
.' . М&трдьгисследований. В работе-:для решения поставленных задач'пр'и^
менены^ком'плекс геомеханических и геофизических шахтных'й-лаборатор-'
ных исследований с обработкой результатов методами математической ста-
тистиккгібкорреляционного анализа, опьггно-промБішленньіе,испьітанйя и
внедрйтїе^азработоквпройзводалвенньїхусловиях. .'>:/.-
-.'., .Научные положения; выносимые на защиту:'"' ;:: .-} .v
\;~з>фисание Пород труднообрушаемых!кровель Приводит к увеличений)',
протя^к'чясти ,зоії,оп9рного давление и концентрации-напряжений в зоне
мак^фумаопорнйго'давления;. ; ;. :'V;--;-;* -
..;,-v-^«смещение разрушенных пород кровли ногйт дискретный характере* разделенный на два периода, для нижних и верхних слоев пород кровли;"
*..;- динамическое состояние углепородлого массива зависит преимуйде^
стаєнно-'ей'дйины лавьН'скбростИ подвигания очистного забоя, вынимаембй"
мощн'б'ети'пйаста/силових параметров и раздвижности крепи; : .. ,;'': І'
". ^вьїбер^еханизйро'ванньїх крепей для. отработки удароопасных Мір'-'
тов с 'тр4уішогоорушаемьіми породами кровли базируется на: использовании
феднЬШтнстинеских и экстремальных смещений кровли. "''' л], ,
' ОБЗснШайность и достоверность научных положений подтверждается;"
-"значительным объёмом и хорошей сходимостью вьтолненньїх Шахт
ных, лабораторных и аналитических исследований (расхождение не превы
шает 2В%)Г ,г---; :.',. :.; /'; ;;^ '. -':'"'' ' '."
'-; положительными результатами внедрения разработанных рекомен
даций на ряде'отт Кузбасса.- -'..._ .''"-
'"-' '' Шучязя новизна работы: .„..-. ., .-',..' " .,.?„..
-"установлены параметры зон оддрного давления на пластах с трудно-
обрушашЫми-породамикровли;. ;;-* " . --,,.-..-:.-..--:-
- v-! -и определена, периодичность обрушения нижних и Вфхних-^слоеї, крем
ли', "а также критическая величина их смещений, При превышении которой в
очистном забое создается аварийная ситуация; '«.,, ,.. -, ,, ,.,^
~ определены скорости подвигания очистного забоя, при которых мас
сив проявляет наименьшую удароопасность; -',.-. н;.,г..г!
'/- разработан инженерный метод выбора механизированныхкрепей для-
отработки пологих удароопасных пластов струднообрушаемыми порода,- ;
микровли. " '" .,..._,. ".......-
Личный вклад автора заключается: ~
в установлении особенностей проявления горных ударов при отработке пластов с труднообрушаемыми породами кровли; ^ ' --
в установлении закономерностей деформирования пород кровли н формирования нагрузок на механизированные крепи;
в разработке метода выбора механизированных крепей для отработки удароопасных пластов; ...,...,.
-в обосновании и разработке комплекса мер, направленных на сниже
ние удароопасности углепородного массива. ,-,.--..
' Практическая ценность работы: -. , .
-. установлены горно-геологические условия возникновения горных ударов на пластах с труднообрушаемыми породами кровли;
- разработан и реализован комплекс мер, направленных на снижение
удароопасности пластов с труднообрушаемыми породами кровли.
Реализация работы. Научные результаты и практические рекоменда
ции, разработанные автором, вошли составной частью в нормативно-
методические документы: ..'
"Методические указания по выбору механизированных комплексов для отработки угольных пластов, опасных по горным ударам";
"Методические указания по выбору схем и параметров камуфлетного взрывания зарядов при снижении удароопасности угольных пластов".
Разработанный комплекс мер по снижению удароопасности массива пород внедрен на шахтах "Распадская" и "Усинская".
Апробация работы.
-.. Основные научные положения диссертации докладывались на техниче
ских совета АО шахта "Распадская", АО шахта "Усинская", АО УК
"Кузнещсуголь" (гг.. Междуреченск, Новокузнецк 1990-1996 гг.), на ученом
Совете КузНИУ И. (гЛрокопьевск, 1990-1996 гг.), на международном сим
позиуме "Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений полез
ных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций" (15-21 сентяб
ря 1995 г. Москва-Пермь). '
Публикации: По результатам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ.
Объем и структура работы. ..