Обґрунтування параметрів виїмкових полів вугільних пластів у складних гідрогеологічних умовах - Автореферат

Дуже істотно, що водопритоки в шахти й особливо випадки водопроявлень з аномально великими водопритоками (до 200 м3/год в окремі виробки) обумовлені гамою природно-технологічних умов, що визначають поєднання технічних і екологічних аспектів вуглевидобутку. Мета роботи полягає в обґрунтуванні параметрів виїмкових полів при підземній розробці вугільних пластів, що забезпечують гідрозахист гірничих виробок шляхом управління фільтрацією в масиві шахтного поля. Ідея роботи полягає в урахуванні динаміки фільтраційних потоків у масиві і на поверхні шахтного поля та виборі на цій основі раціональних параметрів виїмкових полів. Границі виїмкових полів у зонах концентрації перетоків по палеоруслам вуглевміщуючої товщі регулюються гідравлічним опором вугільних цілин, що зменшує фільтрацію в межах шахтного поля за гіперболічною залежністю до величини, обумовленої конкуруючими процесами збільшення водопровідності над водотривом, що просідає, і її зниження за рахунок збільшення випару з поверхні ґрунтових вод. Контури виїмкових полів за фактором безпечного ведення гірничих робіт під пливуном розширюються на 16 % при використанні резерву водозахисних властивостей вуглевміщуючих порід за рахунок внутрішнього тертя по поверхні "пливун - вугленосна порода", а при підробці затопленого масиву гідрозахисний резерв формується за рахунок його фільтраційного опору навколо пропускних свердловин при залишковому напорі, що складає 10 % від початкового.Аналіз показав, що при врахуванні фільтраційних процесів, які супроводжують гірничі роботи, можна виділити чотири основних напрямки: прогнозування водопритоків, оцінка зони водопровідних тріщин з погляду безпеки гірничих робіт, прогнозування гідродинамічних процесів у гірському масиві навколо виробок, розробка технологічних засобів боротьби з водопритоками при веденні гірничих робіт. Розрахунки водопритоків у гірничі виробки виконуються, як правило, на стадії проектування шахт і нових горизонтів. Найбільш прийнятним представляється напівемпіричний аналіз функцій притоку в зону ведення гірничих робіт з відомими гідродинамічними параметрами формування ресурсів підземних вод. Водопрояви розглядаються в ряді домінуючих факторів гірничих робіт, що їх ускладнюють, тому раціональні параметри схем підготовки, систем розробки, механізації що використовується, обумовлені урахуванням цих факторів. Виконаний аналіз формування водопритоків у гірничі виробки й аналіз стану науково-методичної і технологічної бази з управління фільтрацією в гірському масиві показує, що водопрояви при веденні гірничих робіт (рис.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій на основі встановлених закономірностей динаміки фільтраційних потоків у масиві і на поверхні шахтного поля обґрунтовані параметри виїмкових полів при розробці вугільних пластів у складних гідрогеологічних умовах, що сприяє ефективності та гідробезпеці гірничих робіт і знижує екологічне навантаження на підземну гідросферу. Вперше встановлені кількісні співвідношення в зміні режиму ґрунтових вод на шахтному полі, що визначаються положенням границь області фільтрації і природної (чи штучної) дрен, уповільненням руслових потоків із суміжних площ, а також одночасним збільшенням випару за рахунок підйому рівнів. Сташкова доведено, що формування інтенсивних шахтних притоків і зменшення ресурсів підземних вод обумовлено гідродинамічним взаємовпливом сучасних русел і палеорусел вуглевміщуючої товщі. Доведено, що контури виїмкових полів по фактору безпечного ведення гірничих робіт під пливуном розширюються на 16 % при використанні резерву водозахисних властивостей вуглевміщуючих порід за рахунок внутрішнього тертя по поверхні "пливун - вугленосна порода". Обґрунтовано етапи водорегулювання на шахтному полі, що визначаються часом підготовки і відпрацювання кожного із пластів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ