Аналіз досліджень з питань зміцнення нестійких покрівель. Способи охорони прилеглих до лав виробок. Залежності деформації покрівлі від потужності пласта, міцності порід та глибини розробки на сполученнях лав з виробками, що повторно використовуються.
Аннотация к работе
Не менш важливим завданням є забезпечення стійкості покрівлі на сполученні лави з виробкою, особливо, виробкою, що використовується повторно. У звязку з цим обґрунтування параметрів технології зміцнення покрівлі на сполученні лави з виробкою під час повторного її використання є актуальним завданням, яке має важливе наукове й практичне значення для вуглевидобувної галузі, вирішенню якого присвячена дисертація. Метою дисертаційної роботи є обґрунтування параметрів технології зміцнення покрівлі на сполученнях лав з виробками, які повторно використовуються, з урахуванням властивостей масиву порід, що забезпечить підвищення безпеки та ефективності роботи лав. Ідея роботи полягає у використанні закономірностей розподілу напружень навколо очисних виробок і міцнісних та деформаційних властивостей масиву порід у зоні впливу очисних робіт для обґрунтування параметрів технології зміцнення покрівлі на сполучені лави з виробкою, що повторно використовується. У ніші на сполученні лави з виробкою, що повторно використовується, на деформації покрівлі, які орієнтовані перпендикулярно до очисного вибою, найбільше впливає потужність пласта й міцність порід, залежність яких описується показниковим рівнянням регресії (з коефіцієнтом кореляції R = 0,94), а на деформації покрівлі, котрі орієнтовані паралельно вибою - глибина розробки та міцність порід, залежність яких краще всього описується лінійним рівнянням регресії (R = 0,88), що дозволяє обґрунтувати просторове розташування анкерів і вибрати деформаційні властивості скріпляючої речовини.Для зміцнення нестійкої покрівлі вугільних пластів у лавах та на сполученнях лав з виробками в наш час широко застосовуються хімічне анкерування й нагнітання скріпляючих речовин. Через нерівномірне опускання окремих ділянок покрівлі, тривалого часу підтримування виробок, що повторно використовуються, неодноразової дії підвищених напружень у зонах впливу двох лав, вугільний пласт і покрівля не тільки зруйновані, але й ущільнені, що необхідно враховувати під час досліджень властивостей покрівлі, аналізу результатів вирішення задач для обґрунтування параметрів технології зміцнення нестійкої покрівлі на сполученнях лав з виробками, що повторно використовуються. Другий розділ «Шахтні дослідження особливостей деформування покрівлі на сполученнях лав з виробками, що повторно використовуються» присвячений вивченню існуючих способів охорони виробок, що примикають до лав, на шахтах Луганської області й ДВЕК, узагальненню параметрів вивалів із покрівлі в лавах і на сполученнях лав з виробками, а також натурним дослідженням деформацій і сейсмоакустичних властивостей покрівель. Таким чином встановлено, що на сполученнях лав з виробками, що повторно використовуються, впливаючими чинниками на деформації перпендикулярно до очисного вибою під час виймання вугілля в нішах відбійними молотками є: межа міцності покрівлі на стиснення, у разі збільшення якої від 30 МПА до 60 МПА відносні деформації зменшуються в 4,5 раза від 0,21·10-3 до 0,046·10-3 та потужність пласта, при збільшенні якої від 0,85 м до 1,7 м відносні деформації збільшуються від 0,052·10-3 до 0,641·10-3, тобто у 12 разів, причому значне зростання деформацій спостерігається при потужності пласта більше 1,3 м. Вирішено 5 задач: а) - гірський масив без тріщин і без анкерів; б) - тріщинуватий гірський масив з тріщинами 2 мм уздовж виробки, без анкерів; в) - тріщинуватий гірський масив з тріщинами 2 мм уздовж виробки з двома рядами анкерів із виробки над вугільним пластом із кроком установлення анкерів 1 м; г) - тріщинуватий гірський масив із тріщинами 2 мм уздовж виробки з двома рядами анкерів із виробки над вугільним пластом із кроком установлення анкерів 0,4 - 0,6 м; д) - тріщинуватий гірський масив із тріщинами 2 мм уздовж виробки з двома рядами анкерів із виробки над вугільним пластом із кроком установлення анкерів 1 м та заповненими тріщинами карбамідними речовинами (Е=200 МПА).Дисертаційна робота є завершеною науково-дослідною роботою, у якій вирішене актуальне науково-практичне завдання, що полягає в обґрунтуванні параметрів технології зміцнення покрівлі на сполученнях лав з виробками, що повторно використовуються, з урахуванням напружено-деформованого стану покрівлі та міцнісних і деформаційних властивостей масиву порід, що забезпечує підвищення безпеки й ефективність роботи лав. Отримана емпірична залежність для визначення відстані між анкерами, яка відрізняється тим, що в ній врахована зона впливу анкера та кількість прогонів тришарнірної арки від 2 до 4, що дозволить збільшити відстань між анкерами без зниження надійності зміцнення та зменшити витрати на матеріали. Розроблений спосіб анкерування безпосередньої покрівлі від обвалення, який відрізняється тим, що в місці нестійкої покрівлі над вугільним пластом у напрямі перпендикулярно до осі виробки бурять шпур і вставляють у нього анкер, анкери закріплюють по всій довжині шпурів скріпляючою речовиною, кінці анкерів, що виступають, зєднують стяжками з металевою плитою, приклеєною до стояка (