Введение к работе
Актуальность темы. Основными направлениями развития угольной промышленности являются увеличение добычи утля, повышение производительности труда и сниженио собестоимости угля при безопасном ведении подготовительных добычных и ремонтных работ.
В настоящее время свыше 40% угольных пластов в Восточном Донбассе характеризуется пучащими породами почвы. Пучение в выемочных выработках достигает 1,5-1,8 м, что приводит к нарушению технологического цикла по доставке материалов и транспортировке горной массы, деформации крепи, осложнениям режима вентиляции и т.д. Это обусловлено высокими напряжениями, возникающими в породах при охране выемочных выработок угольными целиками на глубоких горизонтах. Переход на бесцеликовую технологию выемки утля, в том числе при повторном использовании выработок, не всегда позволяет снизить уровень напряжений и следовательно уменьшить пучение пород почвы.
Существувдие локальные способы разгрузки пород непосредственно вокруг выемочных выработок дают только временный эффект и не позволяют существенно снизить пучение почвы. Поэтому изыскание новых способов управления горным давлением, вызывающих перераспределение напряжений вокруг выемочных и очистных выработок и направленных на снижение пучения пород почвы, обуоловило необходимость проведения настоящих исследований.
Цель работы заключается в определении параметров способа управления горным давлением путем интенсификации пучения пород почвы под выработанным пространством для снижения пучения в выемочных выработках.
Основная идея работы состоит в интенсификации набухания пород почвы под выработанным, пространством для снижения концентрации напряжения вокруг выемочных выработок с целью улучшения условий их поддержания.
Методы исследований включают: обобщение п анализ отечественного и зарубежного опыта охраны выемочных выработок в условиях пучащих пород почвы; лабораторные исследования образцов пород, склонных к набуханию под воздействием влагп; шахтные инструмен-
талыше наблюдения с помощью контурных и глубинних реперных станций; методы строительной механики для расчета напряжений вокруг выемочной и очистной выработок.
Научные положения, защищаемые в диссертации, и новизна:
особенности перераспределения напряжений вокруг выемочных выработок при интенсификации пучения пород почвы, склонных к набуханию, под выработанным пространством;
качественные и количественные закономерности процесса набухания глиносодержацих горных пород под воздействием воды, характеризующиеся тремя отчетливо заметными стадиями роста давления набухания. При этом интенсивность роста давления зависит от ряда факторов, но предельная величина остается постоянной;
методика расчета напряме ний вокруг выемочной и очистной выработок, учитывающая набухание пород почвы под выработанным пространством;
параметры нового способа управлоїшя горним давлением путем интенсификации процесса набухания пород почвы пласта под выработанным пространством.
Практическая ценность работы; экспериментально доказана возможность снижения конвергенции в выемочных выработках при наличии в них почв, склонных к набуханию, за счет интенсификации их пучения под выработанным пространством; разработана технологическая схема нового способа.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом шахтных (1С контурных и 27 глубинних реперних станций) и лабораторных (80 образцов) исследований, применением при разработке методики расчета напряжений в зоно выемочных и очистных выработок опробп-рованных методов строительной механики,результатами промышленных испытаний її технико-экономическим эффектом от внедрения рекомендаций.
Реализация работы. Результаты исследований использованы при составлении "Технологических схем очистных работ для участков, не подлежащих комплексно-механизированной выемке на шахтах Ткибули-Шаорского месторождений", утвержденных Мннуглопромом СССР. Рекомендации по охране выемочных выработок способом управления горним давлением путом~интонспфиксции" пучения пород почви пласта под выработанным пространством внедрены на шахте им.бО-де-тия СССР ПО "Свердловантрацит" и руднике "Баренцбург" ПО "Арк-тикуголь".
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ое положения докладывались на технических советах ПО "Свердлов-антрацит" (г. Свердловск, I990-I99I гг.) и 110 "Арктикуголь" (г.Баренцбург, 1991 г.) и научном семинаре отделения горно-технических проблем Института горного дела им. А.А.Скочинского (г.Люберцы 1990-1992 гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатных работы.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 165 стр. машинописного текста, 21 таблицу, 45 рисунков, 2 приложения и список литературы из 99 найменований.
Автор благодарен за научную консультацию доктору технических наук А.С.Диманштейну.
