Технологія розкриття викидонебезпечних вугільних пластів прохідницькими комбайнами виборчої дії - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ВІДДІЛЕННЯ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИХ ГІРНИЧИХ ПРОБЛЕМ ДОНЕЦЬКОГО ФІЗИКО-ТЕХНІЧНОГО ІНСТИТУТУ ім.О.О.ГАЛКІНАРобота виконана в Державному Макіївському науково-дослідному інституті з безпеки робіт в гірничій промисловості Мінвуглепрому України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, директор Державного Макіївського науково-дослідного інституту з безпеки робіт в гірничій промисловості Мінвуглепрому України (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент, провідний науковий співробітник відділу фізики гірничих порід Відділення фізико-технічних гірничих проблем ДОНФТІ ім. Кандидат технічних наук, науковий співробітник Інституту геотехнічної механіки НАН України, (м. Захист відбудеться "22" червня 2000 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої ради К 11.184.02 у Відділенні фізико-технічних гірничих проблем ДОНФТІ ім.Діючі нормативні документи з безпеки надають можливість відмовитися від застосування вибухових робіт при розкритті викидонебезпечних пластів тільки за умови використання прохідницьких комбайнів із дистанційним управлінням, яке здійснюється із відстані 100-600 м від вибою виробки в залежності від гірничо-геологічних умов. Тому комплекс досліджень, що дозволяє встановити область застосування і параметри способу розкриття вугільних пластів, які небезпечні з раптових викидах вугілля і газу, прохідницькими комбайнами виборчої дії, що серійно випускаються, є актуальним. Встановлено, що при різкій неоднорідності структури пласта з міцністних властивостей навіть у випадку його розкриття прохідницьким комбайном можливе швидке протікаючи розвантаження привибійної частини пласта, що може привести до раптового викиду. Встановлено, що основними показниками, які визначають можливість перебування працюючих біля комбайна, є максимально можлива дальність відкиду вугілля при викидах, що розраховується для конкретних умов розкриття, та дані контролю ефективності релаксації напружень у вугільному масиві після наближення вибою до пласта на величину безпечної породної товщі (0,5 м). Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій, що приведені у дисертаційній роботі, підтверджується: задовільною збіжністю результатів аналітичних досліджень часу розвантаження привибійної частини пласта, швидкості упровадження виконавчого органа комбайна при оголенні пласта, умов релаксації напружень у вугільному масиві і показників контролю ефективності релаксації напружень із шахтними інструментальними спостереженнями за зміщенням масиву при вибуховій відбійці, проявом газодинамічної активності при бурінні свердловин у вугільному масиві з різною швидкістю і розкритті пластів буровими установками типу “Стріла”, а також за зміною напруженого стану пластів при підході виробок, що розкривають; збігом умов прояву викидонебезпечності при розкритті пластів із закономірностями вивільнення енергії вугільного масиву при утворенні поверхні відторгнення; використанням фундаментальних положень теорії ймовірності, суцільного середовища, фізики руйнування твердого тіла і математичної статистики.Проте на різних етапах робіт із пересічення пластів із застосуванням режиму струсного підривання викиди вугілля і газу продовжують відбуватися і за станом на 1.01.1999 р. на шахтах Донбасу у виробки, що розкривають, викинуто 121 213 т вугілля. Виконаний у розділі 1 (Стан питання і задача досліджень) аналіз проведених раніше досліджень показав, що при розробці механізованого способу розкриття викидонебезпечних пластів питання усунення викидонебезпечності при упровадженні виконавчого органа комбайна в пласт, безпечного перебування працюючих поблизу комбайна при виїмці гірничої маси і релаксації напружень у вугільному масиві при наближенні вибою виробки, що розкриває, до пласта в умовах небезпечних значень показників викидонебезпечності не розглядалися через орієнтацію на використання комбайнів із дистанційним управлінням і нормативних способів запобігання викидам при розкритті. При вибухових роботах інструментально установлений фактичний час розвантаження (T1) масиву з боку свіжеоголеної поверхні відторгнення в пласті на глибині 1,6-1,8 м, що дорівнює 0,06-0,08 с. (1) де V - швидкість переміщення всередину масиву поверхні відторгнення, що утвориться знову, м/с; ? - коефіцієнт бокового розпору вугілля в умовах масиву; П, S - відповідно периметр і площа знову утвореної поверхні відторгнення, м і м2; ?z - вертикальна складова геостатичного поля напружєень у масиві, МПА; ?, ?c - відповідно кут внутрішнього тертя вугілля і міцність вугілля на зсув у зоні віджиму, град. та МПА; t - час розвантаження пласта з боку поверхні, що переміщається всередину масиву відторгнення при виїмці вугілля, с; k=?z ср/?z - коефіцієнт, що відображає зміну напружень у зоні віджиму; ?z ср - середня величина вертикальної складової напружень у зоні віджиму, МПА.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.