Розробка способів охорони підготовчих виробок при відпрацюванні пологих вугільних пластів східного регіону Українського Донбасу - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукАНОТАЦІЯ виробка пластовий шахта лава Дисертація присвячена проблемі підвищення стійкості пластових підготовчих виробок, які підлягають впливу очисних робіт в умовах глибоких шахт. У роботі розвинуто напрям гірничої геомеханіки, заснований на адаптивній взаємодії бокових порід з опорними елементами виробки. Виявлено нові закономірності проявів гірського тиску в сполучених з лавою виробках, установлені параметри їх охорони опорами змінної жорсткості. Розроблені нові способи охорони виробок із застосуванням збірних захисних опор із залізобетонних блоків, спарених податливих ціликів та присічних виробок, що проводяться за лавою.Натурними спостереженнями установлено механізм сприйняття тиску осідаючих порід спорудженими біля виробки охоронними опорами обмеженої податливості за рівномірної добової швидкості посування лави, який полягає у сприйнятті максимального навантаження на відстані 30 - 80 м від вибою лави, далі після піку навантаження відбувається її поступове зниження в 1.1 - 1.8 раза, і настає стабілізація тиску на охоронні опори. Установлено косинусоїдальний розподіл уздовж виробки додаткового тиску порід важкообвалюваної покрівлі на споруджені охоронні опори; при цьому величина такого тиску (привантаження) зумовляється потужністю порід важкообвалюваної покрівлі і співвідношенням довжини кінцевої ділянки лави до кроку обвалення покрівлі. Експериментально в натурних умовах установлено зміну частоти (щільності) тріщин від гірського тиску в породах покрівлі пласта висотою до 2 м, що прилягають до виробки з боку масиву вугілля, яка виявляється в експоненціальному зменшенні кількості тріщин на 1м на відстані до 14 м по напластуванню від кромки масиву; при цьому частота тріщин змінюється від 20 до 2. При охороні з боку лави пластової виробки спареними і поділеними розвантажною порожниною (просіком) ціликами вугілля розкрито особливості механізму їх взаємодії з уміщаючими породами, які виявляються, по-перше, у руйнуванні цілика шириною 2 - 4м, що безпосередньо прилягає до виробки, по-друге, у сприйнятті вугіллям, що знаходиться у позаграничному стані, тиску осідаючих порід покрівлі аналогічно спорудженою з попереднім розпором штучною бутовою смугою. Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків та рекомендацій підтверджуються переконливим і достатнім обсягом натурних вимірювань проявів гірського тиску апробованими методами в 70 лавах та 32 підготовчих виробках; замірами обєму відкольної воронки в усті 49 підірваних свердловин передового торпедування важкообвалюваної покрівлі; застосуванням методів математичного моделювання, механіки суцільного середовища та статистичною обробкою даних; задовільним збігом прогнозованих та фактичних параметрів (розбіжності близько 30 %); результатами промислових випробувань та упровадження способів охорони підготовчих виробок, що підлягають впливу очисних робіт.Проблема збереження стійкості виробок, які прилягають до очисних вибоїв, при розробці вугільних пластів постійно знаходиться у центрі уваги вітчизняної і зарубіжної гірничої науки і техніки. Досягнення у розвязанні цієї проблеми багато в чому визначаються основними дослідженнями ДОНУГІ, ВНДМІ, ІГС ім. Істотний внесок у дослідження різних аспектів указаної проблеми внесли М.П. Бажин, В.І. Зростання глибини розробки і повязані з цим погіршення гірничо-геологічних умов постійно висувають нові вимоги, повязані з ресурсозбереженням, до охорони пластових підготовчих виробок, які підлягають активному впливу очисних робіт.Вивчити особливості структури, властивостей і обвалюваності порід покрівлі у лавах, установити ступінь і характер впливу періодичних осідань важкообвалюваної покрівлі на величину навантажень, яку сприймають охоронні конструкції, споруджені з боку лави уздовж підтримуваної пластової виробки. У другому розділі наведені результати шахтних інструментальних спостережень бокових порід у лавах з важкообвалюваною покрівлею, на кромці вугільного вибою лав після їх остаточної зупинки, а також на кінцевих ділянках лав і у підготовчих виробках, які до них прилягають, для визначення особливостей проявів гірського тиску у вищевказаних виробках і виявлення ступеня впливу основних чинників на їх стійкість. , мм; = , (5) де - опусканння покрівлі у середній частині лави (мм) на межі з виробленим простором за ширини привибійного простору (м); та - ширина привибійної частини відповідно кінцевої ділянки та ніші (м); , , - коефіцієнти, які враховують відповідно форму сполучення лави у площині пласта, спосіб охорони виробки і схему підривання бокових порід; - відношення опору кріплення на кінцевій ділянці лави до опору на решті її частин.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ