Обґрунтування параметрів способу забезпечення стійкості підготовчих виробок в умовах великих деформацій порід підошви (на прикладі шахти ім. В.М. Бажанова) - Автореферат

Ці обставини, з одного боку, призводять до істотного погіршення стану підготовчих виробок, що експлуатуються в зоні впливу очисних робіт, а з іншого боку - вимагають якісного й безперебійного провітрювання вибоїв лав таких шахт. Для зниження витрат на підтримку виймальних штреків в умовах комбінованої системи розробки, що застосовується на шахті, практикується проведення цих виробок слідом за лавою, при цьому їх підтримування й експлуатація відбувається у розвантаженій зоні поза лавою. Бажанова, застосування подібних заходів охорони і підтримки виймальних штреків не знімає задачі забезпечення їх стійкості: спостерігається значне (понад 1,0 м) здимання порід підошви, що вимагає проведення кількаразових підривок спучених порід із використанням на цих роботах значних людських, матеріальних і фінансових ресурсів. Метою досліджень є розробка й обґрунтування параметрів способу забезпечення стійкості підготовчих виробок з підошвою, що здимається, які пройдені у зоні впливу очисних робіт слідом за лавою на викидонебезпечних вугільних шахтах, який забезпечує збереження експлуатаційного стану цих виробок протягом усього терміну їх використання. Бажанова у виробках, що проведені слідом за лавою, виділена так звана критична ділянка (від 15 до 40 м за вибоєм лави), котра характеризується найбільшою інтенсивністю проявів гірського тиску у виробці, у межах якої зосереджені основні роботи з підтримки, що дозволяє, забезпечуючи стійкість цієї критичної ділянки, зберігати експлуатаційний стан виробки в цілому;Бажанова й одержання кількісних оцінок величини здимання були проведені інструментальні спостереження в протяжних виробках 4-ої та 6-ої західних лав пласту горизонтів відповідно 1012 м і 1100 м. У вентиляційному штреку при наближенні вибою очисної виробки до замірних станцій збільшувалися переміщення боків виробок і вертикальна конвергенція, причому здимання порід підошви мало велику інтенсивність. У вентиляційному ходку процес переміщення боків виробки плавно згасає, конвергенція складає в середньому 0,4-0,55 м і призводить до зменшення ширини виробки в 1,1 рази. Для реалізації цього способу, з огляду на застосовувану на шахті технологію проведення таких виробок, конструкція комбайна ГПКС піддалася змінам: для прорізання щілин у підошві на задній монтажній плиті замість перевантажувача встановлено додатковий виконавчий орган ланцюгового типу із замкнутим контуром (рис. Аналіз показав, що з усіх розглянутих ситуацій положення щілини найкращий стан виробка на моделі мала при ситуації №1, коли в підошві прорізана одиночна осьова щілина (рис.Дисертація є завершеною кваліфікаційною науково-дослідною роботою, у якій на основі уперше встановлених закономірностей зміни напружено-деформованого стану приконтурного породного масиву вирішена актуальна науково-технічна задача забезпечення стійкості підготовчих виробок з підошвою, що здимається, які розташовані у зоні впливу очисних робіт і підтримуються у виробленому просторі за лавою в умовах викидонебезпечних вугільних шахт, на прикладі шахти ім. Доведено, що стійкість підготовчої виробки, що проведена слідом за лавою, забезпечується шляхом керуючого впливу на стан, насамперед, її критичної ділянки, яка характеризується найбільшою інтенсивністю протікання геомеханічних процесів і знаходиться на відстані 15-40 м від очисного вибою, який рухається, що дозволяє на цій основі розробити ефективні способи впливу і визначити їх раціональні параметри. На фізичних моделях з еквівалентних матеріалів встановлено, що втрата стійкості підошви (початок процесу здимання) наставала після повного закриття щілини і ніколи до цього моменту, що вказує на наступне: вплив щілини спрямований не тільки на перерозподіл напружень у підошві виробки, але й на створення демпфера, який деякий час поглинає деформації порід у підошві виробки, котрі виникають під час формування зони розпушення . Уперше для дослідження втрати пружнопластичної стійкості підошви у виробці, яка пройдена в зоні впливу очисних робіт, використаний чисельний алгоритм, що враховує нелінійні ефекти разміцнення і розпушення порід у зоні непружних деформацій, яка сформована навколо виробки. Встановлено, що керуючий вплив на критичну ділянку забезпечується шляхом безперервного створення механічним способом в підошві виробки розвантажувальної щілини з відставанням від очисного вибою на 18-20 м, що при глибині 2,0 м і ширині 0,3 м працює як демпфер, який поглинає бічні переміщення порід протягом часу, достатнього для просування вибою лави на 180-200 м, що дозволяє зменшити інтенсивність здимання у виробці і скоротити обсяги ремонтних робіт.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ