Вивчення впливу порід міжпластя на формування захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів. Виявлення факторів, що її формують. Розробка фізичної моделі розвантаження з погляду процесу деформування шарів, що складають міжпластя.
Аннотация к работе
Найбільше поширення при цьому одержала випереджаюча надробка викидонебезпечних пластів, тому що при малих міжпластях випереджаюча підробка призводить до порушення будови пластів і бічних порід, що ускладнює їх наступне виймання, а найчастіше робить його неможливою. На цей час порядок побудови захищених зон у разі випереджаючої розробки пластів регламентується "СОУ 10.1.00174088.011-2005 Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ" (2005 р.), розділ якого щодо захисного відпрацювання з незначними змінами взятий з “Инструкции побезопасному ведению горных работна пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа” (Москва, 1989). Тому обґрунтування і розробка способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів з урахуванням характеристик і властивостей єдиної фізичної системи, що включає захисний і надроблюваний пласти, породи міжпластя, є актуальним науково-технічним завданням. Поставлена мета визначила необхідність рішення таких завдань: - установити показник, що найповніше відбиває вплив порід міжпластя на формування захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів; розробити фізичну модель розвантаження з погляду процесу деформування шарів, що складають міжпластя, і створити на її основі кореляційно-регресійну модель розрахунку прийнятого показника; Захисна дія випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів формується комплексом факторів, які відбивають характеристики та властивості єдиної фізичной системи “захисний пласт - міжпластя - надроблюваний пласт” і дозволяють розділити викидонебезпечні пласти за ступенем їх захисту на три категорії “I - ефективно захищені”, “II - неефективно захищені”, “III - незахищені” на основі вперше одержаної багатофакторної статистичної моделі.В галузі захисної надробки (так само як і підробки) дослідження проводилися в таких напрямках: виявлення механізму захисної дії та встановлення критеріїв захищеності; Прийнято вплив порід міжпластя на ефективність захисної дії випереджаючої надробки охарактеризувати величиною їх відносної деформації на рівні підошви надроблюваного пласта як обєктивного інтегрального показника, що характеризує напружено-деформований стан масиву порід. Цими факторами є: ширина виробленого простору на захисному пласті а, м; відстань від розглянутого шару порід до підошви захисного пласта h, м (для задоволення вимог випадковості впливальних факторів у кінцевому рівнянні остання величина h береться в одиницях ширини виробленого простору h / а, інакше фактор а, як техногенний за природою і штучно обмежений зверху величиною 250 м, не вписується в схему регресійного аналізу); коефіцієнт міцності породних шарів міжпластя f , кут падіння порід a, градус; глибина розробки захисного пласта H, м. обчислюють розрахункову відстань від розглянутого шару (по підошві) до захисного пласта за формулою: ; (3) розраховують деформацію даного шару порід за формулою: ; (4) розрахунок завершують на рівні підошви підзахисного пласта, або шару порід, на якому величина відносної деформації дорівнює нулю (з точністю до 0,01?10-3). Математична багатофакторна модель у просторі двох головних компонентів виглядає так: (5) де e - відносна деформація надроблюваного міжпластя, під час розрахунків приймають e?103; a - кут залягання порід, градус; мн - виймана товщина надроблюваного пласта, м; n - кількість пачок, що складають надроблюваний пласт; мэ - ефективна товщина захисного пласта, м; K - показник, що враховує вплив виходу летких речовин надроблюваного пласта на ефективність захисної дії, який визначають за формулою: , (6) де Vdaf - вихід летких речовин, відсоток; 19,35% - середнє значення виходу летких речовин викидонебезпечних пластів.У дисертації дано нове рішення актуального науково-технічного завдання щодо обґрунтування і розробки способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів з урахуванням характеристик і властивостей єдиної фізичної системи, що включає захисний і надроблюваний пласти, породи міжпластя. Захисна дія випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів визначається характеристиками захисного і надроблюваного пластів, товщиною та міцністю породних шарів міжпластя, їх взаємним розташуванням. Величина відносної деформації надроблюваного однорідного масиву порід визначається потужністю міжпластя і коефіцієнтом міцності порід, глибиною залягання, кутом падіння захисного пласта, шириною виробленого простору і виражається кореляційною залежністю.