Методики розрахунку товщини зміцненого хімічним складом шару покрівлі, необхідного для збереження її стійкості, та відстані між анкерами при комбінованому способі зміцнення. Розрахунок параметрів технології фізико-хімічного зміцнення покрівлі лав.
Аннотация к работе
Рівень технології фізико-хімічного зміцнення гірничих порід, обєми й ефективність її застосування, що досягли у середині 80-х свого піка в Донбасі, недостатньо відповідали вимогам виробництва: зміцнення застосовувалося менше чим у 30% лав із нестійкими покрівлями; використовувалися дорогі поліуретанові склади; велика витрата скріплюючих складів і висока вартість робіт по зміцненню обумовлені тим, що параметри технології були призначені на організаційній основі без обліку гірничо-геологічних умов. розробити й експериментально перевірити у шахтних умовах комбінований спосіб зміцнення покрівлі, параметри технології зміцнення скріплюючими складами, нові скріплюючи склади, визначити ефективність і перспективу їх застосування. Наукові положення і результати, які виносяться на захист, їхня новизна: уперше встановлені емпіричні залежності тріщинної проникності покрівлі спереду очисного вибою: із застосуванням математичного планування шахтного експерименту лінійна від міцності порід і глибини розробки; гіперболічного вигляду від міцності порід на розтяг і відстані од вибою у глибину масиву, яка дозволяє обґрунтувати параметри технології хімічного зміцнення нагнітанням скріплюючих складів на протяжних ділянках лави; Достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій приведених у дисертаційній роботі підтверджується: застосуванням методів математичного планування експериментів, достатнім обємом шахтних та лабораторних експериментальних досліджень (750 вимірів тріщинної проникності порід у 11 лавах 9 шахт, 150 вимірів інтенсивності сейсмоакустичних хвиль, більше 200 проб порід, 120 зразків затверділих складів випробуваних на розтяг та інші); задовільною збіжністю експериментальних і розрахункових результатів (до 20 %), позитивними результатами упровадження наукових та практичних рекомендацій на 4 шахтах, що забезпечують підвищення ефективності роботи лав при нестійкій покрівлі. Наукове значення роботи полягає в розвитку наукових знань про закономірності взаємного звязку між фільтраційними, сейсмоакустичними, механічними властивостями нестійкої покрівлі на протяжних ділянках лав і обґрунтуванні, із їх обліком, параметрів зміцнення покрівлі в лаві.До параметрів технології хімічного зміцнення нагнітанням скріплюючих складів відносяться: довжина шпуру, кути нахилу до горизонтальної площини і площини пласта, глибина герметизації, відстань між шпурами, витрата складів на шпур (1 м шпуру, м2 покрівлі, м3 масиву), тиск нагнітання. На підставі аналізу вивченості досвіду хімічного зміцнення, властивостей зміцнюваних масивів, стану технології зміцнення покрівлі в лавах вугільних пластів зроблені висновки: при застосуванні карбомидних смол спочатку довжина шпурів для нагнітання скріплюючих складів приймалася від 1,8 до 2,0 м (в окремих випадках до 3,5 м), відстань між шпурами від 1,0 до 6,0 м, витрата на шпур від 0,002 до 0,4 м3; Запропонована методика розрахунку потужності зміцнюваного шару і визначення стійкого граничного прольоту зміцненої покрівлі містить такі припущення: міцність затверділих складів не перевищує міцності на розрив порід нестійкої покрівлі, що знаходиться у межах від 1 до 4 МПА; при опусканні покрівлі після виїмки вугілля зміцнений масив розділяється тріщинами паралельними лінії очисного вибою на балки шириною, рівною ширині захвату комбайна; покрівля повинна зберігати стійкість у незакріпленому привибійному просторі лави. У результаті теоретичних розрахунків для шпуру довжиною 4 м по залежності (15) установлено, що для всього діапазону інтенсивності сейсмоакустичних хвиль від 150 до 500 МКА (область застосування технології зміцнення нагнітанням скріплюючих складів), на ділянці шпуру від 2 до 4 м (при 150 МКА) і від 1,6 до 4м (при 500 МКА) тріщинна проникність не перевищує 10 % від загальної проникності через шпур, тобто практично відсутня. Методика визначення параметрів розташування шпурів включає: вимір інтенсивності сейсмоакустичних хвиль приладом ПСЛ-2м при бурінні шпуру на місці проведення робіт по зміцненню, визначення по таблиці довжини шпуру, глибини герметизації і відстані між шпурами.