Обґрунтування параметрів способу підвищення стійкості підготовчих виробок з підошвою, що здимається, у зоні впливу очисних робіт - Автореферат

Перехід в останні роки на відпрацьовування пластів у більш важких гірничо-геологічних умовах (у звязку зі збільшенням глибини гірничих робіт, введенням у роботу лав на пластах зі слабкими підошвами і покрівлями, що важко обвалюються) призвів до погіршення стану гірничих виробок в зоні впливу очисних робіт і до необхідності пошуку нових організаційних і технічних рішень. Досвід роботи шахт Донецького регіону показує, що існуючі способи охорони та підтримки підготовчих виробок далеко не завжди дозволяють вирішити задачу забезпечення необхідної експлуатаційної стійкості виробок у конкретних гірничо-геологічних умовах. Тому розробка нових способів охорони та підтримки виробок у гірничо-геологічних умовах, які постійно змінюються, обґрунтування параметрів цих способів на основі вивчення закономірностей взаємодії системи “виробка-порідний масив” з урахуванням таких складних процесів, як здимання порід підошви, є актуальною задачею, що має важливе наукове і практичне значення, вирішенню якої і присвячена дисертація. Метою досліджень є розробка способу підвищення стійкості підготовчих виробок з підошвою, що здимається, в зоні впливу очисних робіт в умовах вугільних шахт з пластами, які залягають положисто, та обґрунтування параметрів цього способу. Основна ідея полягає у використанні комплексу технічних засобів охорони та підтримки підготовчих виробок вугільних шахт, проведених у породах, що здимаються, для підвищення стійкості виробок у зоні впливу очисних робіт.Встановлено, що основна причина трудомістких ремонтних робіт криється в наявності здимання порід підошви, невідповідності несучої здатності кріплення та недостатньо ефективних способах охорони виробок. Візуальне обстеження стану виробок й інструментальні вимірювання проводилися в конвейєрному штреку 7-ої південної лави пласту l4, в конвейєрному штреку 5-ої західної лави пласту l4, у повітряноподаючому штреку 6-ої південної лави пласту l4, у повітряноподаючому штреку 4-ої західної лави пласту l4 шахти “Комсомолець Донбасу”. В процесі визначалися найхарактерніші види руйнувань і деформацій елементів кріплення, зсуви контуру виробок, а також показник стійкості виробок, що дорівнює На основі узагальнення накопиченого досвіду експлуатації підготовчих виробок в умовах здимання порід підошви, вивчення різних гіпотез формування опорного тиску в лаві, гіпотез про можливий механізм здимання, а також на основі аналізу найефективніших способів охорони та підтримки виробок в зоні впливу очисних робіт був запропонований новий комплексний спосіб підвищення стійкості підготовчих виробок з підошвою, що здимається. Підготовча виробка, яка закріплена арочним податливим кріпленням з посиленням по центру та сполучається з лавою (стандартний спосіб охорони, який використовують на шахті “Комсомолець Донбасу”).Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій на основі уперше встановлених закономірностей зміни напружено-деформованого стану породного масиву при здійсненні комплексу заходів, що спрямовані на зниження негативного впливу підвищеного гірського тиску, вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення стійкості підготовчих виробок з породами підошви, що здимаються, у зоні впливу очисного простору. На основі виконання сукупності візуальних й інструментальних спостережень за проявами гірського тиску в підготовчих виробках шахти “Комсомолець Донбасу”, а також математичного моделювання встановлено, що в розглянутих гірничо-геологічних умовах зниження стійкості виробок обумовлено інтенсивним підняттям підошви з періодичністю, що збігається з періодичністю обвалення покрівлі лави, та для умов шахти “Комсомолець Донбасу” складає 35...40 м, що дозволило розробити комплекс заходів щодо охорони підготовчих виробок від негативного впливу гірського тиску в зоні здійснення очисних робіт. На основі моделювання породного масиву еквівалентними матеріалами встановлено, що здійснення повного комплексу запропонованих заходів зменшує деформації контуру виробки, а саме: розпушення порід у боках виробки внаслідок підриву камуфлетних зарядів зменшує величину горизонтальної конвергенції на 20 %, а вертикальної - на 11 % у порівнянні з існуючим на шахті способом охорони; встановлення анкерів зменшує і горизонтальну і вертикальну конвергенцію у виробці на 30 %, а в розкісці - на 65 %, що підтверджує ефективність запропонованого комплексного способу охорони виробоки в умовах здимання порід підошви. На основі математичного моделювання деформаційних процесів навколо сполучення лави та штреку встановлені закономірності зміни напружено-деформованого стану масиву в залежності від характеристик засобів охорони підготовчої виробки, що дозволило для умов шахти “Комсомолець Донбасу” визначити раціональні параметри нового комплексного способу запобігання негативного впливу гірського тиску в зоні здійснення очисних робіт, а саме: глибина шпурів для камуфлетного висадження - 2,2…2,5 м; відстань між шпурами - 2,0 м, ширина розкіски з боку масиву - 2,0…2,5 м; кути встановлення анкерів - 450 з боку

Основний зміст роботи