Розробка способів запобігання вивалів порід покрівлі в лавах пологих пластів при вийманні вугілля механізованими комплексами - Автореферат

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОЗРОБКА способу ЗАПОБІГАННЯ ВИВАЛІВ ПОРІД ПОКРІВЛІ в лавах ПОЛОГИХ ПЛАСТІВ при ВИЙМАННІ ВУГІЛЛЯ МЕХАНІЗОВАНИМИ комплексамиРоботу виконано в Донецькому державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донецького державного технічного університету за адресою: 83000, м. Захищається дисертаційна робота, в якій надано нове вирішення актуальної наукової задачі, яка полягає у встановленні особливостей зрушень порід безпосередньої покрівлі, що оголюються, розкритті механізму підвищення їх стійкості зі збільшенням відстані від вибою лави до місця повних осідань важкообвалюємих пісковиків основної покрівлі для запобігання або різкого зменшення вивалів порід у привибійному просторі при вийманні вугілля механізованими комплексами в складних умовах великих глибин. Защищается диссертационная работа, в которой представлено новое решение актуальной научной задачи заключающейся в установлении особенностей смещений и разрушений обнажаемых пород непосредственной кровли, раскрытии механизма их устойчивости с увеличением расстояния от забоя движущейся лавы до места полных оседаний труднообрушаемых песчаников основной кровли для предотвращения или резкого уменьшения вывалов пород в призабойном пространстве при выемке угля механизированными комплексами в сложных условиях больших глубин. В сложных горно-геологических и горно-технологических условиях больших глубинна уровень вредных проявлений горного давления в лаве основное влияние оказывает следующий комплекс взаимоувязанных факторов: исходное напряженное состояние массива; наличие в основной кровле труднообрушаемых пород; крепость, мощность и природная трещиноватость пород непосредственной кровли; наличие в окрестности отрабатываемой лавы выработанных пространств смежных лав; величина временного опорного давления; скорость подвигания лавы; тип применяемой крепи и ее рабочие характеристики; соблюдение технических и технологических правил и требований эксплуатации крепи.Аналіз звітних даних і досвіду відробки вугільних пластів на шахтах Донбасу за період з 1971 по 1997 роки показує, що погіршення техніко-економічних показників роботи лав значною мірою визначається збільшенням обємів вивалів порід покрівлі в привибійному просторі, що підтримується. Ідея роботи полягає в пошуку та використанні технологічних рішень, що зменшують шкідливий вплив опорного тиску і важкообвалюємих порід основної покрівлі на прояви гірничого тиску в привибійному просторі лави (не припустити великого розкриття тріщин і вивалів порід безпосередньої покрівлі). Для досягнення поставленої мети в роботі використовується комплексний метод, який вміщує шахтні інструментальні спостереження наближень вміщуючих порід у привибійному просторі лави та вимірювання навантажень на секції механізованих кріплень впродовж робочого циклу (виймання смуги вугілля), візуальні спостереження за формуванням тріщин і вивалами порід безпосередньої покрівлі, аналітичні дослідження напружено-деформованого стану порід покрівлі при зміні умов їх осідання та обвалення у виробленому просторі лави, лабораторні дослідження на моделях з еквівалентних матеріалів, промислові випробування та впровадження запропонованого способу зведення опорних конструкцій позаду секцій мехкріплення в міру їх пересування. Теоретично й експериментально розкритий механізм підвищення стійкості порід покрівлі, що оголюються у привибійному просторі лави при віднесенні якомога далі місця повних осідань важкообвалюємих пісковиків основної покрівлі, який полягає в формуванні в породах безпосередньої покрівлі, що підтримуються області горизонтальних стискаючих напружень, в зменшенні на 10-15% горизонтальних розтягуючих напружень поблизу вибою, в 2 рази нормальних стискаючих напружень в місці заділки порід покрівлі та приблизно на 25-30% розміру максимального опорного тиску попереду лави. Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується: обєктивним аналізом раніше виконаних досліджень і досвіду ведення очисних робіт у складних умовах великих глибин; достатнім обсягом шахтних інструментальних і візуальних спостережень проявів гірничого тиску (виконаним згідно до типових методик) в трьох лавах, які відробляються в подібних гірничо-геологічних умовах, але мають різну гірничо-технологічну обстановку навколо етажа або яруса, що відробляється; коректним використанням методів теорії опору матеріалів і будівничої механіки для вивчення напружено-деформованого стану порід безпосередньої покрівлі, що підтримуються; результатами лабораторних досліджень на моделях з еквівалентних матеріалів; даними промислових випробувань і впровадженням у чотирьох лавах модернізованого способу управління важкообвалюємими пісковиками основної покрівлі при вийманні вугілля механізованими комплексами.