Введение к работе
Актуальность работы. На шахтах Донецкого бассейна глубина разработки достигает 1200 м. На такой глубине ведение горных работ сопровождается большими деформациями вмещающих пород, что приводит к значительному объему работ по ремонту подготовительных выработок.
Опыт отработки угольных пластов на больших глубинах показывает, что смещения кровли и почвы в зонах влияния очистных работ достигают высокой интенсивности и приводят к потере выработкой рабочего сечения.
Большие объемы ремонтных работ являются следствием увеличения как глубины разработки, так и недостаточного знания закономерностей проявлений горного давления, приводящего к использованию решений, не отвечающих требованиям геомеханической обстановки.
Проведенные ранее исследования показали, что максимальные напряжения возникают в зонах динамического опорного давления и в значительной степени зависят от состава и структуры вмещающих пород. Структура и состав вмещающих пород определяют концентрацию напряжений в зонах влияния очистных работ и для управления ими необходимо знать роль каждого из слоев, участвующих в формировании опорного давления.
Для повышения устойчивости подготовительных выработок в настоящее время используют способы снижения напряжений в массивах, упрочнения пород или их комбинации. Снижение напряжений в породах кровли может производиться с помощью торпедирования. Эффективность способа зависит от правильности выбора его параметров.
В связи с этим установление закономерностей проявлений динамического опорного давления и параметров взрывного способа снижения напряжений в массивах пород для повышения устойчивости выработок является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление зависимостей периодических проявлений опорного давления от состава и структуры пород кровли для обоснования параметров торпедирования в под-
готовительных выработках, обеспечивающего снижение затрат на их поддержание.
Идея работы заключается в использовании периодического характера проявлений опорного давления в подготовительных выработках для обоснования параметров торпедирования пород кровли.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
закономерности формирования проявлений горного давления в подготовительных выработках впереди очистных забоев, отличающиеся учетом периодичности, связанной с зависанием и обрушением пород основной кровли в выработанном пространстве;
установление влияния отдельных слоев пород кровли на смещения пород в подготовительных выработках для выбора путей управления ими;
торпедирование кровли при охране основных выработок без целиков, отличающееся разрушением слоев пород, вносящих основной вклад в опорное давление за счет ликвидации у них заделки и снижения последствий первичной осадки;
параметры торпедирования наиболее значимых слоев пород кровли выемочных выработок, отличающиеся учетом периодического характера изменения опорного давления.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:
представительным объемом результатов шахтных инструментальных наблюдений в типовых горно-геологических условиях (около 10000 измерений);
достаточной сходимостью аналитических и экспериментальных исследований проявлений горного давления;
положительными результатами внедрения рекомендаций по применению способа торпедирования на шахтах «Прогресс» и им. Лутугина ПО «Торезантрацит».
Научное значение работы заключается в установлении роли динамической составляющей опорного давления в смещениях кровли в подготовительных выработках и доли отдельных слоев в ее формировании.
Практическое значение работы заключается в разработке параметров торпедирования с учетом литологического состава и структуры пород кровли.
Реализация выводов и рекомендаций. Рекомендации по применению способа торпедирования кровли в основных и подготовительных выработках внедрены на шахтах «Прогресс» и им. Лутугина.
Экономический эффект от внедрения составил 1300 тыс.
руб.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 статьи.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 133 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка, 22 таблицы, список использованной литературы из 78 наименований.