Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных задач в області! раавития научно-технической базы угольной промышленности является повышение производительности труда Однако дакэ при полной автоматизации и механизации производственных процессов повышение эффективности работ угольных предприятий может быть достигнуто только при хорошем состоянии горных выработок. В Печерском угольном бассейне с увеличением глубины разработки до 400-600 метров заметно возрастает интенсивность проявления горного давления, ухудшаются условия поддержания подготовительных выработок. Охрана последних с помощью целиков угля шириной от 15 до 40 метров не всегда обеспечивает устойчивость выработки и, более того, ведет к большим потерям угля, к сокращение срока слуйЭы выемочных полей.
Различие горно-геологичоских и горно-технологических
факторов, различная степень влияния условий поддержания под
готовительных выработок на их устойчивости при эксплуатации
угольных шсторовдеиий создает сорьсзшм трудности для
использования яа шахтах Интинского месторождения результатов
исследоишшй, полученных в других бассейнах.
Существующие методические предяожшшя по вибору параметров технических мероприятий недостаточно учитывают специфику месторождений Шчерского бассейна и потому создавае?.ш на их осново технические- решения, как правила не обеспечива-' ?-: эффективную охрану повторно испояьзуешх выработок. Методически недостаточно обосновано технические рзшния. а отдельных случаях серьезно осложняют ящдеряшшо віфабоїок, стимулируя пучение почвы или снижая устойчивость кровли.
Все это обуславливает необходимость проведения на шахтах Шчерского бассейна специальных исследований, целью которых явилось бы легальное изучение динамики боковых зон опорного давления и яарзмэтровпучения почвы яря различиях способах охрани повторно используемых выработок с ирзью создания эффективной мето;;чки прогнозирования параметров охранных мероприятий.
Цель работы.
Разработка способг. охраны подготовительных выработок, обеспечивающего безремонтное поддсрлание при повторном их использовании, без целиков на границе с краевой частью массива.
Идея работы.
Пучение пород почвы в повторно используемых выработках определяется напряженно деформированным состоянием комплексной системы "охранное сооружение - почва - краевая часть пласта - кровля" и количественно зависит от параметров опорного давления в краевой части угольного пласта и прогиба кровли в этой зоне.
Методы исследовании.
Для решения поставленных в работе задач использованы: методы шахтных инструментальных наблюдений для получения информации о процессах смещений пород кровли и краевой части пласта; математическое моделирование на ЭШ с привлечением методов теории упругости для получения качественной оценки величин смещения кровли и исследование параметров пучения почвы сохраняемой выработки при различных горно-технических условиях.
Научное положения, занижаемые автором; В результате исследования параметров пучения при различных способах охраны выработки установлено;
охранные сооружения тата "итакя" шириной до 6 м привносят до 15% от общего объема пучения почвы выработки при наиболее широко используемых на практике способах охраны "массив - охранное* сооружение";
величина пучения, почвы в выработке является функцией степени концентрации опориого давления в краевой части пласта и определяется положением максимума концентрации относительно кромки пласта; - .
'-величина концентрации опорного.давления и положение
: r 5.- '' ,''''::":'
максимума концентрации относительно кромки пласта зависит от доформационных характеристик охранного сооружения - его жесткости в комплексной системе "краевая часть пласта-їіоч-ва-кровля-охранное сооружение".
Достоверность и обоснованности научных положений и выводов, сформулированных в работе, подтверждаются :
- статистической представительностью результатов шахт
ных наблюдений и лабораторных исследований определяемой с
использованием критериев математической статистики (Пирсона,
Фишера, корреляционным анализом и др.);
..-'. значительным объемом шахтных инструментальных наблюдений, проведенных на 15 пологих пластах Интинского бассейна, причем 1500 замерами смещений пород кровли и пласта угля выполнено в выработках,' охраняемых по .зхеме "массив - выработанное пространство".
Научная новизна работы:
анализ процесса пучения с высокой степенью достоверности в условиях несимметричного нагружения всех опорных элементов окружающих повторно используемую выработку методически должен включать: сопоставление величин деформации краевой части пласта, распределение и величины пригрузки со стороны кровли на охранное сооружение и краевую часть пласта с учетом ширины охранного сооружения;
выявлена зависимость влияния каждого элемента комплексной Системы "кровля - почва - охранное сооружение - краевая часть пласта" на величину пучения почвы выработки, с учетом сирины охр^ иного сооружения;
сформулированы требования к охранным* сооружениям включатацие способность оперативно изменять жесткость сооружения в широких пределах при комплексной работы системы "кровля-почва-краевая часть пласта-охранное сооружение";
разработан алгоритм, позволяющий определить эффективности применения спс-оба охраны повторно используемой выработки, учитывавший илияние параметров охраішого сооружения
на величину пучения почвы и опускания кровли выработки.
Праістическая значимость. Результаты работы обеспечивают:
повышение обоснованности принятия технических решений и эффективность бесцеликовой технологии за счет новых технологических и конструктивных решений, защищенных авторскими свидетельствами;
безремонтное поддержание выработок, сохраняемых на границе массива и обрушенных пород, путем выбора параметров охранного сооружения, обеспечивающих минимальную концентрацию напряжений на кромке пласта.
Реализация результатов работы:
Результаты исследований и предложенные в работе техни-* ческие решения и рекомендации по выбору их параметров приняты к использованию в концерне "Интауголь" при вскрытие нижних горизонтов на шахте "Капитальная".
Апробация работы.
Основное содержание работы и ее отдельные разделы изло-.' мены на научно-технических конференциях в г. Санкт-Пэтербур-ге - Санкт-Петербургский горный институт - 1S90-1991 гг, г. Иркутске - Иркутский лолктехнический институт. - 1991 г; на технических совещаниях концерна "Интауголь". « В полном объеме диссертационная работа доложена на заседании кафедры подземной разработки месторождений полезных ископаемых Санкт-Петербургского горного института им. . Г; Е Плеханова.
Публикации.
По результатам выполненных исследований опубликовано і печати 2 'статьи и .ю^учено 2 авторских свидетельства
Структура и обьем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти рааде лов . и заключения, излоиена на 164 страницах машинописної
\
текста. В работе содержится 37 рисунков, 7 таблиц и списка литературы представленного 97 наименованиями.