Прогноз та закономірності здимання шаруватих порід підошви гірничих виробок - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі будівельної геотехнології і гірничих споруд Донбаського державного технічного університету Міністерства освіти і науки України (м. Науковий керівник: Литвинський Гаррі Григорович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри "Будівельна геотехнологія і гірничі споруди" Донбаського державного технічного університету Міністерства освіти і науки України (м. Гапєєв Сергій Миколайович, кандидат технічних наук, асистент кафедри "Будівельні геотехнології і геомеханіка" Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (м. Провідна установа: Донецький національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, кафедра "Будівництво шахт і підземних споруд". Захист відбудеться 20.01.2006 року о 12 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.04 при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України (м.Основна ідея роботи полягає в урахуванні впливу шаруватості на втрату поздовжньо-поперечної стійкості гірських порід у підошві виробок й у розгляді поетапного розвитку процесу здимання. Обґрунтувати розрахункову схему й установити величину підняття шарів порід у підошві, що випирають, залежно від зсуву боків виробки. Наукові положення, що захищаються у дисертації: - ймовірність здимання порід підошви в підготовчих виробках нелінійно, у вигляді гіперболічного тангенса, залежить від глибини розробки, міцності порід безпосередньої підошви, кута падіння порід, їх потужності, потужності шару вугілля, що виймається, а величина підняття порід підошви перебуває в степеневій залежності від ймовірності здимання, що дозволяє виконати прогноз здимання підошви для різних гірничо-геологічних умов; здимання шаруватих порід підошви відбувається в результаті втрати їх поздовжньо-поперечної стійкості або руйнування порід від стискаючих напружень і залежить від співвідношення критеріїв - втрати поздовжньо-поперечної стійкості шарів: і локального нормованого критерію руйнування порід Практичне значення полягає в розробці методики прогнозу здимання підошви в пластових підготовчих виробках, методики прогнозу втрати поздовжньо-поперечної стійкості шаруватих порід підошви капітальних та підготовчих виробок й пакета прикладних програм для ЕОМ, а також розробці рекомендацій із застосування запропонованих методик прогнозу в різних гірничо-геологічних й гірничотехнічних умовах.Не повною мірою для вивчення цього явища використовуються дані про здимання, зібрані й систематизовані вченими й виробничниками в результаті відпрацьовування діючими шахтами вугільних шарів Донецького басейну. Для оцінки впливу основних гірничо-геологічних факторів на ймовірність Р здимання підошви, виявлення залежності величини підняття U порід підошви від ймовірності здимання й розробки методики прогнозу доцільно скористатися інформацією, зібраною геологічними й маркшейдерськими службами вугільних шахт і зведеною в Каталог шахтопластів Донецького вугільного басейну. Відібрано 11 факторів, повязаних зі здиманням підошви: глибина розробки Н, кут падіння a, марка вугілля М, індекс i і потужність му шару, що виймається, тип його з порушеності Тн, потужність порід безпосередньої підошви мп, їх тип Тп і міцність sсж, тип підошви по стійкості Ту, тип покрівлі за обваленням То. З урахуванням особливостей збору інформації зі здимання при складанні Каталогу до розгляду були прийняті пластові підготовчі виробки, причому критерієм прояву здимання підошви вважалося підняття порід на величину не менш 0,2-0,3 м. У результаті були вперше отримані узагальнені залежності ймовірності здимання (коли підняття порід підошви перевищить поріг 0,2-0,3 м) від ряду найважливіших факторів.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій на основі вперше встановлених закономірностей і параметрів здимання шаруватих порід підошви вирішена актуальна науково-технічна задача прогнозування ймовірності здимання, втрати поздовжньо-поперечної стійкості шаруватих порід підошви гірничих виробок, що дає можливість своєчасно та раціонально застосовувати способи боротьби зі здиманням порід підошви в капітальних та підготовчих виробках вугільних шахт. Встановлено, що величина підняття порід підошви U перебуває в степеневій залежності від ймовірності Р здимання, крім того, вона максимальна для способу охорони за схемою "бутова смуга (або штучне огородження) - масив"; оцінена вірогідність визначення величини U. Розроблена математична модель здимання порід підошви з урахуванням їх шаруватості й взаємодії з масивом, шаруваті породи розглянуті як балки, що лежать на пружній (вінклеровській) основі під дією нерівномірного навантаження, розподіленого по торцях породної балки. Встановлений вплив на характер деформування й величину прогинів породних шарів, що залягають у підошві виробки, їх товщини, міцності, модуля деформацій, коефіцієнта постелі, а також ширини виро

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ