Введение к работе
— '
Актуальность работы. В последнее время наблюдается тенденция увеличению затрат на поддержание горных выработок на 'угольных ахтах в связи с ростом глубины'разработки, ухудшением горно-гоо-огических условий и увеличением маситабов добычи. Доля средств, асходуемых на поддержание горных выработок, превышает 90Ї стоимо-ти их проведения. Так, ежегодно на угольных тахтах СССР пере-репляется более 4,5 тис. км внрвботок при их ремонте и восстанов-ении, что составляет .более 35 от общей протяженности проходки овых выработок. Расход металла на крепление и поддержание в рзбо-ем состоянии ранее пройденных выработок (25 - 27 тис. км) состаВг яет около I млн. т. Расходы на поддержание и ремонт подготови-ел'ьннх выработок достигают 600 - 700 млн. руб. вгод.
Несмотря на высокую стойкость крепей, они не всегда обеспечи-:ают надежное поддержание выработок, что объясняется не только худшэкдимися условиями отработки угольных пластов, но и недоста-очным обоснованием паспортов крепления, параметри которых выбира-ітся без расчетов на основе имеющегося опыта. Не в полной мере ис-шьзуются базы данных по поддержанию выработок и машинное проектирование. Это указывает на острую необходимость совершенствования налитичесшн методов іфогнозирования условий поддержания внрабо-ок с целью обеспечения бесперебойного их функционирования в тече-лё необходимого времени или всего срока эксплуатации.
Диссертационная работа написана на осноеє обобщения результатов исследовании, выполненных в соответствии с хозяйственным дого-юром между ТулПИ и Подмосковным НЙУИ по теме "Разработка аналити-геского метода прогнозирования условий поддержания подтотовитель-[нх- выработок и САПР паспортов крепления" (номер государственной гагйетрецш 0I8S0IO7774).
Целью настоящей робота является разработка катода автоматизи-юванного расчета параметров паспортов крепления шемочлых штре-:ов, обеспечивающих повышение их устойчивости к снижение затрат на годдерканке.
Идея работ заключается в нсдользовонии для обоснования паро-'етров паспортов крепления выемочных итреков усовершенствованной :теранзвой модели слоистого массива горшх .пород, позволяющей мо-(елировэть на'. ЭВМ напряженно-деформированное ' состояние системы :репь-ыасснэ в различных горно-геологичэских и горно-технических
'СЛОПИЯХ. '
Жетод исследований заключается в научном обобщении и анализе результатов отечественных и зарубежных исследований в области расчета крепей подготовительннх выработок, аналитических исследованиях, основанию но методах строительной механики и сопротивления материалов, численном моделировании на ЭВМ напряженно-деформи-ровзного состояния массива пород и крепи при разнообразных геотехнических ситуациях, обобщение результатов моделирования.
Научные положения, разработанные лично сошіомєлєа, и новизна:
математическая модель напряаэшю-дефоршрованного состояния слоистого массива пород, взаимодействующего с крепью, отличающаяся учетом влияния поперечного нагруиения породных слоев на их продольные деформации;
параметры обрушения пород основной и непосредственной кровель угольного пласта при очистной выэмке, отличающиеся учетом лошшен-ной глубины и наличия в основной кровле мощных известняков, что характерно для вновь' осваиваемых месторождений Подмосковного бассейна;
зависимости смещений город в выемочных штреках от жесткости крепи, составе и строения пород, положения очистного забоя, глубина задог.ония и способа охрана выработки, отличающиеся учетом спе-цифпки осваиваемых месторождений;
классификация условий поддержания выработок для условий осваиваемых месторождеїшй Подаосковного бассейна с,учетом состава и строения пород кровли и почеы выработок;
- параметры паспортов крепления выемочных штреков.
Обоснованность и достоверность научних положений, выводов и
рекомендаций подтверждается:
достаточным объемом статистических данных и данных, полученных в результата исследований на математических моделях с .использованием ЭВМ;
удовлетворительной сходимостью полученных результатов при решении частных задач с репениями'других авторов (расхождение результатов расчета с данннш практики не превышает 16 %);
положительными результатам апробации разработанных ' 'рекомендаций по выбору параметров паспортов крепления' шешчннх штреков на вахте "Прогресс" ГО "Тулзуголь".
Научное значение работы состоит в разработке метода'прогнозирования проявлений' горного "давления в подготовительных' выработках при разработке угольных пластов в слабых вмещающих породах с учетом наличия в ссноъдаи кровле мощного слоя прочных пород.
Практическое значение работа состоит в разработке методики автоматизированного расчета паспортов крепления и рекомендаций- по поддержанию 'выемочных штреков в условиях осваиваемых месторождений Подмосковного бассейна.' "
Реализация работ. Методика автоматизированного расчета паспортов крепления выемочных штреков использована как аналитическая часть САПР крепей еывмочных штреков, утверждена в Подмосковном ШУИ и ПО "Тулауголь" и внедрена на шахтах. ПО "Тулауголь". Экономический эффект от внедрения составил 29.5 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации 'докладывались на VI Всесоюзном семинаре ИТД СО АН СССР (г.Новосибирск, 1988г.), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского политехнического института (г.Тула, І988-І99ІГ.Г.), на расширенном заседании кафедры "Технология и комплексная механизация горних работ" (г.Тула, 1991г.).
Публикации. По результатам виполненых исследований опубліковано 4 научные работы.
Объел работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 118 страницах машинописного текста,'содержит 37 рисунков, 12 таблиц и список литературы из 98 наименований.
Автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту Еганову В.М. за консультации и содействие в проведении исследований.
