Введение к работе
Актуальность работы. При подземной разработке шпы угольных пластов создаются тяжелые условия управления горным давлением в очистных и подготовительных выработках на участках влияния зон повышенного горного давления (далее -зон ПГД) под (над) целиками и краевыми частями угля, оставленными на соседних пластах. Вследствие чтого происходит ухудшение условии труда работающих. В настоящее время в угольной промышленности стран СНГ более 70% шахт разрабатывают свиты пластов, что предопределяет значительное распространение зон ПГД. Ежегодно на угольных шахтах стран СНГ выявляется более девяти тысяч зон ПГД. В частности, в Кузнецком угольном бассейне ежегодно переходится 110-115 зон ПГД. Аналогичное положение характерно и для крупнейшего в Европейской части России Печорского угольного бассейна, Так, m шахтах гг. Воркуты и Инты, отрабатывавших свиты угольных ишетов, в период 1991-1995 гг. ежегодно переходилось 54 зоны ПГД. а производственный травматизм на подземных работах mix шахт сохранялся на достаточно высоком уровне -79,1 % и 55,0 %. соответственно. В частности, на шахты г. Воркуты, отрабатывавшие свиты угольных пластов в анализируемом іериоде, приходилось 65,7 % от общего травматизма на юдземных работах, в том числе 83,3 % с летальным исходом.
В настоящее время существует пробел в части разработки юответствующих нормативных документов, регламентирующих 'словия, область и параметры эффективных способов 'правления напряженно-деформированным состоянием массива і зонах ПГД.
Поскольку Правилами безопасности в угольных и ланцевых шахтах предусмотрено создание системы управления охраной труда, назрела необходимость в разработке системы правления безопасностью при ведении горных работ в зонах ІГД как одной из составных частей этой общей системы, юзволяющей исключить или максимально снизить [роизводственный риск и отрицательное влияние горно-еологических и горнотехнических факторов до уровня, не
ограничивающего возможности использования новой техники и прогрессивной технологии.
Целью работы является радикальное повышение безопасности ведения горных работ в зонах повышенного горного давления.
Основная идея работы заключается в установлении зависимостей показателей производственного травматизма от параметров зон ПГД и в разработке на их основе системы управления безопасностью в зонах ПГД, включающей в себя прогноз степени опасности этих зон по производственному травматизму на стадии планирования горных работ и использование технологии управления состоянием массива горных пород, учитывающей залегание и свойства наименее прочных литотипов.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:
при переходе горными работами зон ПГД происходит росі показателей производственного травматизма независимо от глубины ведения горных работ и степени опасности угольных пластов по динамическим и газодинамическим явлениям;
прогнозная количественная оценка степени опасности зон ПГД по производственному травматизму с высокой степенью достоверности может определяться на основе изучения конфигураций этих зон и напряжений в них, что позволяет на стадии планировашія горных работ обеспечивать безопасные условия труда в этих зонах;
повышение безопасности горных работ в зонах ПГД достигается комбинированным воздействием на массив, при этом параметры заложения скважин определяются с учетом залегания наименее прочных литотипов и их напряженного состояния; ..
- система управления безопасностью в зонах ПГД
основана на прогнозе степени опасности этих зон по
производственному травматизму и управлении напряженно-
деформированным состоянием углепородного массива и сочетании с рациональным опережением очистных забоен смежных пластов.
Обоснование и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
- значительным объемом результатов экспериментальных
исследований:
- применением современных методов статистической)
анализа и расчета технологических параметров с широким
применением электронно-вычислительной техники;
- хорошей сходимостью фактических и прогнозируемых
значений исследованных показателей (в среднем 6,7 %),
снижением ущерба от производственного травматизма и
вовлечением дополнительных запасов угля, полученных при
практической реализации новых параметров технологии
управления состоянием массива в зонах ПГД.
Научное значение работы заключается в разработке методических рекомендаций по анализу производственного травматизма в зонах повышенного горного давления и прогнозу степени опасности этих зон по производственному травматизму на основе установленных их связей с значениями коэффициента концентрации напряжений; в установлении зависимости интенсивности вывалообразования в зонах ПГД, являющегося одним из основных травмирующих факторов, от параметров профилактического воздействия на наименее прочные литогилы вмещающих пород.
Практическое значение работы заключается в разработке новых параметров технологии управления напряженно-деформированным состоянием углепородного массива в зонах ПГД, предусматривающей заложение скважин для воздействия на горный массив с учетом залегания наименее прочных литотипов и их напряженного состояния, обеспечивающей снижение производственного травматизма в 3,8 раза и повышение эффективности добычи угля в 2,7 - 3 раза и
позволяющей найти применение в других угольных бассейна) России, стран СНГ и Европы; в разработке оптимальны* параметров анкерной крепи в очистных забоях и на концевьр участках; в разработке параметров рационального опереженш по падению очистных забоев смежных пластов; в создание основы для разработки новых нормативных документов пс безопасному ведению горных работ в зонах ПГД.
Реализация выводов и рекомендаций
Результаты исследований были положены в основ) рабочих проектов по снижению напряженно-деформированногс состояния углепородного массива в зонах ПГД при отработке очистных забоев на шахтах "Юр-Шор" и "ЮньтЯга" ОАС "Воркутауголь" и использованы при составлении новой инструкции по применению анкерной крепи в Печорском бассейне. Результаты научной работы используются в учебном процессе при подготовке горных инженеров в филиале С-ПбГГИ (ТУ) в г. Воркуте.
Апробация работы. Основные положения работы и отдельные ее этапы обсуждались и получили одобрение на Коми республиканском семинаре, организованном научным центром Уральского отделения АН СССР в г. Воркуте (1987); на комиссии по горным ударам Печорского бассейна (Воркута, 1991-1996 гг.) в Санкт-Петербургском государственном горном институте (ТУ] (1996); на Совете Печорского округа Госгортехнадзора России (Воркута, 1997); в Московском государственном горном университете (1997); на II Международном рабочем совещании (Санкт-Петербург,1997); на X Межотраслевом координационном совещании (Екатеринбург, 1997).
Публикации. Основные положения диссертации и результаты исследований опубликованы в 9 научных работах. В диссертации изложены результаты научных исследовашп! которые выполнялись автором в период 1984-1996 гг.
Структура и объем работы. Диссертация сое і он і и» введения, четырех глав и заключения, изложена на 135 страницах машинописного текста, включает 34 рисунка, 20 таблиц, пять приложений и список литературы из 85 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность проф., к.г.н. А.А. Форсюку за научно - методические консультации.
Похожие диссертации на Система управления безопасностью в зонах повышенного горного давления
