Обґрунтування раціональних параметрів технології гірничих робіт біля границь полів напружень - Автореферат

Границі полів напружень негативно позначаються на всіх технологічних процесах видобутку вугілля. Проблема відробки запасів біля границь полів напружень має особливо актуальне значення у Львівсько-Волинському вугільному басейні, який розташований на краю древніх платформ і достатньо сильно піддався впливу геологічних порушень. Застосовувані технології недостатньо оцінюють напружено-деформований стан масиву гірських порід біля границь полів напружень, а також відсутнє наукове обґрунтування параметрів і принципових технологічних схем управління гірським тиском. Тому питання удосконалення технології розробки вугільних пластів біля границь полів напружень актуальні для умов Львівсько-Волинського вугільного басейну і посідають важливе місце в забезпеченні паливно-енергетичного комплексу західного регіону країни вугіллям. Біля границь полів напружень несуча здатність додаткового кріплення (Rд.к.і.) прямо пропорційна різниці навантаження (Р) і несучої здатності секцій (Rk.м.), обернено пропорційна відстаням між стійками додаткового кріплення (li), ширині привибійного простору лави (s) і косинусу кута зустрічі з границею полів напружень.Проблемою управління станом масиву гірських порід при переході границь полів напружень очисними роботами займалися наукові та інженерно-технічні працівники ряду інститутів та виробничих організацій України, країн ближнього та дальнього зарубіжжя. Суттєвим результатам з оцінки напружено-деформованого стану масиву гірських порід, управління гірським тиском, особливостей ведення очисних та підготовчих робіт з урахуванням розташування зон підвищеного та пониженого гірського тиску приділено достатньо уваги в роботах: Авершина С.Г., Батугіної І.М., Білинського О.В., Бондаренка В.І., Бочкарьова А.П., Глазкова Д.Д., Головчанського І.Є., Дніпровського Ю.С., Зборщика М.П., Зубова В.П., Ликова І.М., Кияшка І.А., Колоколова О.В., Кузьменка О.М., Перепелиці В.Г., Петухова І.П., Протодьяконова М.М., Савостьянова О.В., Халимендика Ю.М., Худіна Ю.Л., Шермана С.І., Яворського В.М. та ін. На основі проведеного аналізу встановлено, що існуючі методики переходу границь полів напружень не достатньо відображають процес регулювання силових параметрів додаткового кріплення і не враховують характер зміни напруженості в залежності від коливання геометричних параметрів та рангової підпорядкованості геологічних порушень. Зона 3 представляє утворення вторинних геологічних порушень і є наслідком розвантаження напружень у вузлах нижчих порядків. Для визначення впливу геометричних параметрів зсуву порід на зміну напружено-деформованого стану біля границь полів напружень необхідно виконати моделювання на еквівалентних матеріалах і з наступною перевіркою отриманих результатів в натурних умовах шахти.На підставі вивчення геометричних параметрів і закономірностей розподілу границь полів напружень у просторі встановлено, що в гірничо-геологічних умовах Львівсько-Волинського басейну: - границі локальних полів напружень являють собою мережу квадрантів, утворених перетином основних, торцевих і вторинних паралельних геологічних порушень; Установлений характер зміни конвергенції порід покрівлі на різних рівнях границі полів напружень: - змінюється стрибкоподібно з визначеними інтервалами в залежності від місця розташування досліджуваної точки до границі полів напружень і часу перебування в зоні впливу гірських робіт. Вивчення впливу амплітуди дрібноамплітудного геологічного порушення на напружено-деформований стан біля границь полів напружень показало, що: - вертикальна складова напруження (yn) у висячому і лежачому боках зміщувача порід змінюється прямо пропорційно амплітуді (Y) і поправочним коефіцієнтам К1 та К2, які залежать від місця розташування дослідної точки у просторі та визначаються нелінійною функцією часу; біля границь полів напружень у статичному стані існує значна потенційна енергія, що при виведенні масиву гірських порід зі статичної рівноваги очисними роботами перетворюється в кінетичну роботу з переміщення бічних порід. Обґрунтована несуча здатність (Rд.к.і) і місце розташування (li, ln) додаткового кріплення в робочому просторі комплексно-механізованих очисних вибоїв біля границь полів напружень: - область впливу геологічного порушення залежить від амплітуди зміщувача порід (Амах) і структурної будови масиву, що дозволяє зробити оцінку напружено-деформованого стану і визначити несучу здатність (Rд.к.і) та місце розташування (li, ln) додаткового кріплення в граничних частинах полів напружень.

Основний зміст роботи