Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат технических наук Вовк, Александр Иванович
- Специальность ВАК РФ25.00.22
- Количество страниц 164
Оглавление диссертации кандидат технических наук Вовк, Александр Иванович
Введение.
1. Современное состояние изученности вопроса.
2. Условия устойчивости одиночных подготовительных выработок по пласту Четвертому, закрепленных сталеполимерными анкерами при их проведении и поддержании вне зоны влияния очистных работ
2.1. Горно-геологические условия залегания углевмещающей толщи горных пород в поле шахты «Северная».
2.2. Устойчивость вентиляционного и конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис» пласта Четвертого при их проведении и поддержании вне зоны влияния очистных работ.
3. Устойчивость конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис» пласта Четвертого на участке парных выработок при проведении 123-ю «бис» и поддержании вне зоны влияния очистных работ.
3.1. Устойчивость вентиляционных, конвейерных штреков 123-ю, 123-ю «бис» пласта Четвертого и межштрековых податливых целиков вне зоны влияния очистных работ.
3.2. Устойчивость вентиляционного, конвейерных штреков 123-ю, 123-ю «бис» пласта четвертого и межштрековых податливых целиков в зоне влияния очистных работ.
3.3. Некоторые результаты исследований условий устойчивости парных выработок и податливых целиков на шахтах «Заполярная» и «Комсомольская» Воркутского месторождения.
3.4. Исследование способа охраны выработок золобетонными полосами.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», 25.00.22 шифр ВАК
Повышение технического уровня и эффективности технологии выемки пологих пластов угля механизированными комплексами1998 год, доктор технических наук Ремезов, Анатолий Владимирович
Обоснование способов охраны и выбор параметров анкерной крепи повторно используемых горных выработок2002 год, кандидат технических наук Денискин, Николай Николаевич
Разработка способов проведения и средств крепления широких выработок в зоне интенсивного проявления горного давления на шахтах Воркутского месторождения2005 год, кандидат технических наук Борисов, Алексей Валентинович
Геомеханическое обеспечение сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт2004 год, кандидат технических наук Щендрыгин, Александр Григорьевич
Оценка устойчивости выработок на удароопасных пластах в различных геодинамических условиях Воркутинского угольного месторождения2009 год, кандидат технических наук Подосенов, Александр Александрович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения»
4.2. Стендовые испытания анкеров различных конструкций. 113
4.3. Геомеханическое обоснование параметров анкерной крепи. 119
4.4. О возможности и безопасности применения сталеполимерных анкерных крепей при разработке пластов опасных по горным ударам. 124
4.4.1. Характеристика условий и места проведения испытаний. 125
4.4.2. Выводы и предложения. 132
4.4.3. Характеристика условий и места проведения испытаний. 132
Выводы и предложения. 145
5. Оценка технико-экономической эффективности результатов диссертационной работы. 147
5.1. Сравнение бесцеликового способа подготовки (базовый вариант) с подготовкой парными выработками (экспериментальный вариант). 147
5.2. Зависимости нагрузки на очистные забои пласта IV-ro по шахте «Северной» от удельного содержания метана в рудничной атмосфере при подготовке выемочных участков одиночными выработками (базовый вариант) и парными выработками (экспериментальный вариант). 151
Заключение. 156
Библиографический список. 159
ВВЕДЕНИЕ
Проблема крепления, охраны и поддержания подземных выработок в угледобывающей промышленности России остается первостепенной, от успешного решения которой во многом зависят и объемы добычи угля в отрасли и рентабельность работы отдельного угольного предприятия, в частности, шахты.
Одной из главных причин возникновения этой проблемы - давно наметившееся несоответствие между условиями работы в длинных очистных забоях -лавах и пластовых подготовительных выработках, состоящее в следующем. Для длинных очистных забоев еще со времен б. СССР созданы и получили широкое промышленное внедрение высокопроизводительные механизированные комплексы с гидрофицированными крепями, модернизированные к настоящему времени в трех поколениях, имеющие потенциальную возможность обеспечивать из пологих пластов средней мощности суточную нагрузку на забой до 10 тыс. тонн. Вместе с тем в технологии проведения, крепления и поддержания подготовительных выработок все еще превалируют устаревшие способы и средства крепления и поддержания выработок, требующие затрат значительного удельного веса ручного труда, а главное, являющиеся несовершенным и не безопасным средством управления горным давлением. Последнее вызывает необходимость систематического производства ремонтно-восстановительных работ и сдерживает потенциальные возможности комплексно-механизированных очистных забоев. Особенно это проявляется в сложных условиях разработки (большие глубины разработки, высокая газообильность пластов, опасность по геодинамическим явлениям и др. факторы). Эти проблемы в равной степени относятся и к условиям разработки угля в Печорском бассейне.
В настоящее время отработка пластов на шахтах ОАО "Воркутауголь" осу-ществляетя по бесцеликовой технологии с повторным использованием подготовительных выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством.
Годовой объем проведения эксплуатационных выработок на шахтах ОАО "Воркутауголь" составляет 24,6-25,8 км, из которых на долю подготовительных выработок приходится 13,9-14,5 км, т.е. 56%. При отработке запасов Воркутского месторождения на глубоких горизонтах возникают проблемы с обеспечением надежной работоспособности металлокрепи, устойчивости подготовительных выработок и, соответственно, стабильности работы добычных участков с высокими нагрузками. Основным типом крепи подготовительных выработок является металлическая арочная крепь КМП-АЗ, изготавливаемая из спецпрофиля СВП-27, с плотностью установки 1,5-2 рамы/метр. Для повышения надежности работы КМП-АЗ и уменьшения ее плотности установки с 1991 года стали внедрять комбинированную рамно-анкерную крепь, эффективность которой возрастает при применении сталеполимерных анкеров. Для повышения надежности поддержания выработок на границе с выработанным пространством, снижения расхода лесоматериалов и металла на пластах мощностью до 1,5-1,6 м производится выкладка шлакоблочной стенки.
Одним из перспективных направлений совершенствования способов проведения и поддержания горных выработок явилось создание и освоение анкерных крепей.
С 1985 года на шахтах Печорского бассейна ведутся работы по использованию анкерного крепления на базе новой технологии бурения и сталеполимерных средств закрепления анкеров. На основании выполненных исследований работоспособности сталеполимерной анкерной крепи в различных горногеологических и горнотехнических условиях на шахтах Печорского и Кузнецкого бассейнов, учета зарубежной практики разработана "Программа промышленного применения сталеполимерного анкерного крепления горных выработок и расширение области применения технологии на шахтах ОАО "Воркутауголь" в 2002 г., а также "Программа и методика промышленных испытаний способа сталеполимерного анкерного крепления при проведении и эксплуатации горных выработок на удароопасных пластах на шахтах ОАО "Воркутауголь". Выполнен ряд научно-исследовательских работ с целью определения критериев целесообразности применения анкерной крепи в различных горно-геологических и горнотехнических условиях на шахтах АО "Воркута-уголь", основные положения которых нашли отражение в нормативных документах. Результаты исследований показали, что в условиях Воркутского месторождения при достигнутом техническом уровне производства, применение сталеполимерных анкеров для крепления и поддержания горных выработок принципиально возможно и экономически целесообразно. Определены приоритетные направления для внедрения технологии анкерного крепления, исходя из назначения и условий заложения горных выработок, в том числе и на удароопасных пластах. В 2002 году на шахтах ОАО "Воркутауголь" сталепо-лимерная анкерная крепь внедрена в 19 выработках с общей протяженностью 10295 м, при плане проведения горных выработок 27640.
Использование анкерного крепления способствует снижению трудоемкости крепления при проведении горных выработок и позволяет увеличить скорость их проведения. Поэтому при совершенствовании технологических схем, обеспечивающих создание безопасных и эффективных условий ведения горных работ, предусматривается широкое применение сталеполимерной анкерной крепи.
Применяемые схемы подготовки одинарными выработками при бесцелико-вой отработке выемочных участков на достигнутых глубинах практически исчерпали свои возможности по увеличению нагрузок на очистные забои. При газообильности выемочных участков, достигающих 70-100 м3/мин. и эффективности дегазации 60-70% нагрузки на очистные забои пласта Четвертого по фактору вентиляции, ограничиваются 1000-1300 т/сутки, пласта Мощного - 20004-3000 т/сутки. Поэтому на шахтах ОАО "Воркутауголь" после апробации ведутся работы по переходу на технологические схемы подготовки и отработки выемочных участков парными выработками с оставлением между ними податливых целиков. Выработки крепят сталеполимерными анкерами.
Особенностью парной подготовки в условиях высокой газообильности пластов является обеспечение сохранности двух выработок за лавой, одна из которых поддерживается сталеполимерными анкерами в сочетании с охранными податливыми угольными целиками для повторного использования при отработке смежного выемочного столба, а вторая, частично поддерживаемая на границе с выработанным пространством, служит для изолированного отвода газовоздушной смеси. Поэтому переход на подготовку выемочных столбов парными выработками по данному варианту дает возможность снять ограничения по газовому фактору и увеличить нагрузки на очистной забой в 2-2,5 раза, при этом появляется возможность увеличить протяженность выработок без проведения промежуточных вентсбоек. Переход на подготовку выемочных столбов парными выработками обеспечивает возможность увеличения нагрузки на очистной забой в 2-2,5 раза, при этом появляется возможность увеличить протяженность выработок без проведения промежуточных вентсбоек.
Надежность и безопасность технологических схем с парными выработками на пластах опасных по горным ударам, определяется типом крепления выработок и размерами податливых целиков между парными выработками.
При использовании рамно-арочной крепи при проявлении удароопасности целика возможна его обработка разгрузочными скважинами без нарушения режима податливости крепи. При креплении выработок сталеполимерными анкерами важным и ответственным элементом задачи является выбор оптимального размера податливого целика без последующей его обработки разгрузочными скважинами, т.к. разгрузочные скважины способствуют "закорачиванию" воздушной струи с вытекающими негативными последствиями, а превышение податливости целика по сравнению с податливостью анкерной крепи приводит к потери устойчивости кровли и нарушению эксплуатационного состояния выработки.
Условия применения податливой анкерной крепи в парных выработках, оконтуривающих очистные забои отдельно не регламентируются действующими нормативными документами. Поэтому определение размера податливого целика, обеспечивающего долгосрочное поддержание парных выработок, закрепленных анкерной податливой крепью без профилактической обработки их стенок и целика разгрузочными скважинами, наиболее надежно может быть решена только экспериментальным путем.
В связи с этим тема предлагаемой диссертационной работы является актуальной.
Целью исследований является обоснование параметров средств крепления и поддержания спаренных горных выработок, охраняемых податливыми целиками, при разработке пластов опасных по геодинамическим явлениям.
Идея работы заключается в разработке способа подготовки выемочных участков парными выработками, обеспечивающего эффективную выемку пластов с высокой газообильностью.
Задачи исследований:
1. Изучить горно-геологические условия разработки продуктивной свиты угольных пластов Воркутского месторождения.
2. Установить зависимость между шириной податливых целиков и характером их нагружения и деформирования на стадиях подготовки выемочного участка спаренными выработками и эксплуатации.
3. Определить интервал между проводимыми забоями парных выработок в пространстве и времени с целью обеспечения наиболее благоприятных условий напряженного состояния массива для проведения и поддержания повторно используемой выработки.
4. Обосновать тип и параметры крепи выработок, охраняемых податливыми целиками.
5. Произвести оценку технико-экономической эффективности разработанных рекомендаций.
Методы исследований: При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований - шахтные экспериментальные наблюдения и инструментальные геомеханические, температурные, газодинамические исследования в сочетании с анализом и обобщением результатов.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. В условиях пластов с высокой газообильностью переход на подготовку выемочных столбов парными выработками с анкерным креплением и податливыми ленточными целиками обеспечивает возможность увеличения нагрузки на очистные забои в 2-2,5 раза.
2. Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок не должен превышать 90-100 дней.
3. В условиях пласта Четвертого и ему аналогичных при подготовке выемочных полей парными выработками с анкерным креплением для обеспечения эксплуатационного состояния выработок в течение срока службы как на стадии подготовки, так и ведения очистных работ оптимальным в отношении исключения ударов и обеспечения устойчивости выработок является податливый целик размеров 5,5-6,0 м.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлена зависимость между способом подготовки выемочных участков (одиночными, парными выработками) и нагрузкой на очистной забой в условиях отработки пластов с высокой газообильностью.
2. Обоснована величина радиуса разгрузки массива горных пород вокруг пластовой подготовительной выработки, составляющей для условий разработки пласта Четвертого с учетом фактора времени 8-9 м.
3. Установлена закономерная связь между величиной смещения кровли пласта подрабатывающего толщу пород и глубиной разработки, а также физико-механическими свойствами пород покрывающей толщи (Е, у).
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим статистически представительным объемом шахтных инструментальных геомеханических, температурных, газодинамических, лабораторных стендовых исследований, испытаний и наблюдений, удовлетворительной технико-экономической эффективностью результатов испытаний разработанных рекомендаций. Всего наблюдения были поставлены в 7-и выработках различного назначения на 3-х разрабатываемых пластах, включая экспериментальный участок, протяженностью 190 м, подготовленный спаренными выработками, поддерживаемыми податливыми целиками разной ширины (3,0, 4,5, 6,0). Общая длина выработок при этом закрепленная сталеполимерными анкерами достигала около 1500 м. Всего было установлено в этих выработках более 50 комплексных замерных станций, наблюдения по отдельным из них продолжались от 70 до 367 суток в течение их проведения и поддержания вне зоны и в зоне влияния очистных работ.
Личный вклад автора состоит;
- в усовершенствовании и творческом применении оригинальных комплексных геомеханических, температурных, газодинамических методов исследования и оборудования в условиях разработки пластов, опасных по горным ударам и внезапным выбросам, при парной подготовке выемочных участков с податливыми междуштрековыми целиками и креплением выработок анкерными сталеполимерными крепями;
- в проведении шахтных экспериментальных исследований;
- в обосновании и разработке методики расчета и выбора оптимальных параметров анкерных крепей (податливость, несущая способность ) и паспортов крепления;
- в решении задачи выбора оптимальной ширины межштрековых податливых целиков, при которых обеспечивается устойчивость выработок и предупреждение горных ударов;
- в установлении закономерности распределения напряжений в податливых целиках и угольном массиве для решения практических вопросов обоснования способа проведения парных выработок в пространстве и времени и повышении безопасности работ;
- в разработке общих выводов и практических рекомендаций.
Практическое значение работы состоит:
- в разработке рекомендаций по усовершенствованию технологии подготовки выемочных участков парными выработками с податливыми целиками, сущность которых состоит в применении ленточных сплошных целиков и анкерной крепи в выработках, что обеспечило резкое повышение эффективности проветривания очистных забоев в условиях газообильного пласта Четвертого и скачкообразное (в 2-4,5 раза) повышение нагрузки на забой.
- в разработке методики оценки напряженного состояния массива в окрестности выработки на основе исследования закономерностей изменения температуры массива горных пород, усилий вдавливания пуансонов в стенки скважин, газодинамики, выхода штыба с одного п.м. массива (целика).
- в разработке рекомендаций по определению оптимальных размеров податливых целиков, методики обоснования параметров анкерных крепей и паспортов крепления анкерами, синхронно работающих с податливыми целиками и обеспечивающими устойчивость выработок и предотвращение горных ударов.
Реализация результатов работы
Результаты исследований используются в перспективной программе развития горных работ на шахте «Северная» при подготовке выемочных полей 13-12-ю и 14-12-ю по пласту Четвертому. По результатам отработки этих полей положительный опыт будет перенесен на отработку пласта Четвертого по всей площади Воркутского месторождения. В разработке технических условий на «Крепь анкерную (стал е пол и мерную) - АСП для шахт ОАО «Воркутауголь» ТУ 3142-002-00174272-01», что позволило наладить производство анкеров на местном механическом заводе.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях секции по геомеханике Ученого Совета ВНИМИ (Санкт-Петербург, 2004 г.), Ученом Совете ПечорНИИпроект, техническом Совете ОАО «Воркутауголь» (2004 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы. i
Похожие диссертационные работы по специальности «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», 25.00.22 шифр ВАК
Обоснование параметров технологии анкерного крепления горных выработок в условиях глубоких шахт Восточного Донбасса2003 год, кандидат технических наук Черноус, Александр Иванович
Обоснование геомеханических параметров охраны и поддержания подготовительных и очистных выработок при разработке калийных месторождений2006 год, доктор технических наук Губанов, Вячеслав Андреевич
Обоснование параметров технологических схем выемочных участков при высоком уровне концентрации горных работ: На примере отработки пласта "Мощный" шахты "Воргашорская"1999 год, кандидат технических наук Соколов, Александр Борисович
Обоснование параметров двухуровневой анкерной крепи для поддержания повторно используемых выработок в условиях шахт Восточного Донбасса2011 год, кандидат технических наук Привалов, Александр Александрович
Обоснование способов обеспечения устойчивости подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления при разработке сближенных пластов2010 год, кандидат технических наук Рогачков, Антон Владимирович
Заключение диссертации по теме «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», Вовк, Александр Иванович
Выводы и предложения
1. В результате выполненных работ по анкерованию удалось обеспечить устойчивость укрепленных пород. Принятая расчетом плотность крепления при ширине монтажной камеры около 5 м достаточна.
2. Величина смещений по указателям на период завершения работ по проведению выработки не превысила значений зеленой шкалы указателей (25 мм).
3. При проходке в выработке не наблюдалось значительного (до 0,8 м) отжима горных пород в верхних боковых частях. а) по датчику I (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) О 5 10
15
20
25
30
Т.сут с 10 U, мм >—о—о-о—о—< fv* © ' >—0—0—0—0—с >—о— —О—О—О—|
0 б) по датчику 2 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) Т.сут
10 U, мм
0 в) по датчику 3 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) T, сут
10 U, мм (D X.
0 г) по датчику 4 (м онтажная камера 834-ю пл. Четвертого) -О——О^—О-О—О—О—Се----О*-- Т.сут
10 U, мм 0
10 U, мм о\ д) по датчику 5 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого)
-о
Т.сут е) по датчику 6 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого)
Т.сут
10 U, мм 0
10
U, мм
Ъ
5. Опенка технико-экономической эффективности результатов диссертационной работы
5.1. Сравнение бесцеликового способа подготовки (базовый вариант) с подготовкой парными выработками (экспериментальный вариант)
1 вариант: бесцеликовая выемка с подготовкой выемочных столбов 1012-ю пласта Тройного и 1312-ю пласта Четвертого одинарными выработками с креплением МТПШ.
2 вариант: подготовка этих же столбов парными выработками, закрепленными анкерной крепью. л
Сечение подготовительных выработок принято 12,8 м , длина столба 1012-ю пласта Тройного -1610м, 1312-ю пласта Четвертого -1810м, длина лавы 1012-ю пласта Тройного равна 190 м, лавы 1312-ю пласта Четвертого -200 м.
Сравнительный расчет затрат на крепление 1 п.м. выработки.
1 вариант: крепление выработок МТГТШ.
- МТПШ из СВП-27 (2 стойки, L=2,7 м, верхняк L=3,5 м);
- плотность установки крепи 1,5 рамы на 1 п.м.;
- затяжка выработки по кровле - железобетонная;
- затяжка выработки по бокам металлическая решетка.
Вариант крепления анкерами:
- комплект анкерной крепи АСП для пласта Тройного: 10 анкеров по кровле, для пласта Четвертого - 5 анкеров, L=2,2 м и D=24 мм;
- подхват L=3,8 м для пласта Тройного - 4, для пласта Четвертого —1.
- 15 ампул с закрепляющим раствором;
- затяжка выработки по кровле - металлическая решетка.
Расчет затрат на крепление 1 п.м. выработки производится по следующим элементам: заработная плата на крепление и доставку, социальный ФОТ, материалы.
В основу расчета положены стоимостные параметры по состоянию на сентябрь 2003 года.
Объем добычи во 2-м варианте больше чем в первом на объем добычи угля при проходке дополнительного бремсберга. По пласту Тройному это
991120 (1 вариант) и 1018380 (2 вариант), по пласту Четвертому 684180
1 вариант) и 703730 (2 вариант).
Расчет затрат по элементам по пласту Тройному представлен в таблицах 5.1-5.3.
Расходы на оплату труда и социальный налог:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- На основании результатов комплексных исследований конвергенции боковых пород, сдвижения пород кровли и напряженно-деформированного состояния угольного массива и целиков при подготовке выемочных участков парными выработками, закрепленных сталеполимерными анкерами и охраняемых целиками различной ширины (3, 4, 5, б м) обоснованы условия устойчивости выработок и безопасности ведения горных работ на пластах, опасных по горным'ударам и внезапным выбросам в зоне влияния очистных работ.
- Для условий разработки угольных пластов Воркутского месторождения с креплением выработок сталеполимерными анкерными крепями и охраной податливыми угольными целиками оптимальные удельные сопротивления крепи, при которых обеспечивается эксплуатационное состояние выработок в процессе их проведения и поддержания вне влияния очистных работ, л находятся в диапазоне 150-200 кН/м . Податливость анкерной крепи и средств охраны выработок в зоне влияния очистных работ необходимо рассчитывать из условия упругого восстановления толщи горных пород до поверхности и приращения относительного смещения боковых пород в зоне влияния очистной выработки. Так для пласта Четвертого, разрабатываемого на глубине около 1000 м, эта величина составляет порядка 25% вынимаемой мощности пласта.
- Установлено, что при применении межштрековых целиков шириной 3,0 м не обеспечивается возможность безремонтного повторного использования выработок. Не в полной мере и не во всем диапазоне условий это требование выполняется и при целиках шириной 4,5 м. Податливые целики шириной 5,5-6,0 м находятся в диапазоне оптимальных величин, при которых обеспечивается безопасность работ и безремонтное поддержание выработок при повторном использовании при условии реализации мероприятий по усилению крепи выработок дополнительными средствами крепления и охраны в зоне влияния очистных работ.
- В результате опытно-промышленной проверки ряда мероприятий по усилению крепления пород кровли как в период первичного обрушения основной кровли, так и при установившемся сдвижении пород (индивидуальные стойки из дерева, гидростойки, анкера и др.), представилось возможным произвести оценку эффективности их применения и сделать вывод о перспективности и безопасности их промышленного применения.
- Наблюдения показали, что основная нагрузка воспринималась анкерной крепью и гидростойками, частично нагрузка на начальном этапе нагружения до 120 мм смещения кровли передавалась на ремонтины, которые затем теряли несущую способность в результате разрушения. Рамная крепь типа МТПШ по существу выполняла только оградительные функции.
- Применение крепей усиления с различными механическими характеристиками обусловило асинхронность их нагружений и не позволило использовать потенциальный суммарный запас их несущей способности. В связи с этим при проектировании паспорта крепления крепей усиления следует ориентироваться, прежде всего, на гидрофицированные крепи постоянного сопротивления, устанавливая их без каких-нибудь элементов податливости. Плотность установки крепи (удельное сопротивление) необходимо выбирать, исходя из нагрузочных свойств пород кровли. В сложных условиях, в частности, при наличии тяжелых по нагрузочным свойствам кровель необходимо предусматривать дополнительную установку средств охраны выработок - искусственные опоры из сборного бетона (железобетона), твердеющей закладки и т.п. Причем расчет сопротивления такой охранной крепи следует производить, исходя из объема зависающей в выработанном пространстве над штреком породы на высоту обрушения в лаве, а податливость принимать не менее величины «заданных деформаций», проявляющихся в зоне влияния очистных работ. В особо сложных условиях по нагрузочным свойствам кровли (прочная, мощностью несколько десятков метров, практически монолитная, труднообрушаемая) расчеты показывают, что надо предусматривать установку таких опор в два ряда.
- В результате оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород в условиях мульдовой части поля Воркутского месторождения представилась возможность обоснованного выбора оптимальных размеров податливых целиков и параметров паспортизации парных выработок, а также порядка их расположения и проведения в пространстве и времени.
- Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок не должен превышать трех месяцев (90-100 дней).
- При разработке пластов с высокой газообильностью переход на подготовку выемочных столбов парными выработками с анкерным креплением и податливыми ленточными целиками при условии функционирования граничащей с выработанным пространством выработки в режиме частичного поддержания в качестве газоотводящей магистрали, представляется возможным увеличить нагрузку на очистные забои в 2-2,5 раза, и за счет чего обеспечить прибыль от реализации продукции только с одного очистного забоя, без учета себестоимости, порядка 248 млн. руб. в год.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Вовк, Александр Иванович, 2004 год
1. Вовк А.И., Долоткин Ю.Н. Устойчивость подготовительных выработок при безцеликовой отработке пластов. Сб. трудов молодых ученых ВНИ-МИ (по материалам конференции) СПб, ВНИМИ, 2003, стр. 24-26.
2. Семевский В.Н. Штанговая крепь. Металлургиздат. 1956.
3. Борисов А. А. Новые методы расчета параметров штанговой крепи. М., Госгортехиздат, 1962.
4. Семеновский В.Н., Волжский В.М., О.В. Тимофеев и др. Штанговая крепь. М., «Недра», 1965.
5. Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., «Недра», 1976.
6. Широков А.П. Теория и практика применения анкерных крепей. М., Недра, 1981.
7. Ержанов Ж.С., Серегин Ю.Н., Егоров В.Д. Расчет беззамкового анкерного крепления кровли очистных камер. Изд-во «Наука» Казахской ССР., Алма-Ата, 1981.
8. Мельников Н.И. Анкерная крепь. М., «Недра», 1980.
9. Горбачев Г.Ф., Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.И. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках. Изд-во «Наука», Сибирское отделение. Новосибирск, 1972.
10. Адрашев А.А., Зайденварг В.Е., Бучатский В.М. Обоснование и расчет анкерной крепи для поддержания выработок в условиях интенсивного горного давления. Горное давление и горные удары и сдвижение массива. Сб. научных трудов № 170, СПб, 1994.
11. Бучатский В.М. Особенности проявления горного давления в бесце-ликовых выемочных выработках в условиях труднообрушаемой кровли. Горное давление и горные удары. Сб. научных трудов № 166 (ВНИМИ) СПб, 1993.
12. Широков А.П., Шемякин В.А. Использование анкерных крепей при очистной выемке угля. М., ЦНИЭИуголь, 1976.
13. Дитер Виттенберг. Применение ультразвуковой измерительной техники на установленных породных анкерах. Глюкауф, 2001, декабрь № 2 (4).
14. Козел A.M., Борисовец В.А., Иевлев Г.А. Исследование работы штанговой крепи на моделях из оптически чувствительных материалов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Изд-во «Наука», Новосибирск, 1981.
15. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Восточного Донбасса. Изд-во РАН, СПб, 1998.
16. Указания по применению металлической и железобетонной анкерной крепи на сланцевых шахтах Ленинградского месторождения. Изд-во РАН, СПб, 1998.
17. Широков А.П. и др. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи. Кемеровское книжное изд-во, 1973.
18. Анкерная крепь и химическое укрепление пород. М., ЦНИЭИуголь, 1978.
19. Юрченко В.А., Утиралов О.А. и др. Анкерная сталеполимерная крепь типа АСМ. Уголь, январь 2003, стр. 14.
20. Райнер Фирхаус. Проходка выемочного штрека прямоугольного сечения с анкерной крепью в зонах повышенного горного давления. Глюкауф, 2002, июнь № 1(2), стр. 23.
21. Горный Г.Г., Боровитин М.П. и др. Применение анкерной крепи на шахтах Печорского бассейна. Коми книжное изд-во, 1964.
22. Рекомендации по креплению сопряжений лав индивидуальной металлической анкерной крепью (типовые паспорта) ШахтНИУИ, Донецк, 1972.
23. Штумпф Г.Г., Субботин А.И., Сурков А.В. Повышение устойчивости и надежности подготовительных выработок, безопасности горноподготовительных работ/Безопасность труда в промышленности. — 2000-№4, С.37-40.
24. Ульрих Руппель. Особенности применения анкерной крепи на высокопроизводительных добычных участках в аспекте международного сравне-ния./Глюкауф.-2000, сентябрь № 2(3). С.31-37.
25. Бернард Ланханки. Проектная концепция повторного использования штрека прямоугольного сечения с анкерной крепью Gluckauf 137(2001)№ 11, (Глюкауф, 2002, март № 1. С. 11 -20).26. 3. Бенявски. Управление горным давлением. М., Мир, 1990 254 с.
26. Борисов А.В., Долоткин Ю.Н., Погудин Ю.М., Хейнрих Арнольд, Александер Герцин. Оценки устойчивости кровли широкой выработки с рамной и анкерной крепью/Глюкауф, 1999, ноябрь № 2(4). С.17-21.
27. Долоткин Ю.Н., Борисов А.В., Погудин Ю.М. Оценка эффективности методов анкерования кровли горной выработки. Горные информационно-аналитический бюллетень. М., изд-во МГГУ, 2002, № 10, С. 149-151.
28. А.П. Веселов, О.И. Казанин. Пути совершенствования технологии отработки удароопасных газоносных угольных пластов Воркутинского месторождения. Уголь, июнь, 1998.
29. В.И. Барановский, М.И. Бесков. О размерах предохранительных целиков угля для глубоких шахт. Уголь. 1966, № 1, стр. 22-27.
30. В.И. Барановский, М.И. Бесков. Об охране подготовительных выработок, проходимых по пластам со склонными к пучению вмещающими породами. Уголь Украины, 1970, № 12, с. 8-9.
31. Ф.Н. Воскобоев, В.И. Распопов, Е.Я. Махно и др. Совершенствование очистных работ на крутых пластах Донбасса. ЦНИЭИуголь, М., 1971.
32. С.М. Липкович, А.И. Костоманов. На статью В.И. Барановского, М.И. Бескова. О размерах предохранительных целиков для глубоких шахт. Уголь №2, 1976, с. 69-71.
33. К.Ф. Сапицкий. Расчет податливых целиков при камерно-столбовых системах разработки угольных- пластов. Уголь, 1964, № 3, с.13-16.
34. В.А. Юков. О размере целика при бурошнековой выемке глинистых руд. Горный журнал «Известия высших учебных заведений», 1971, № 6, с.24-27.
35. В.И. Борщ-Компаниец, А.Б. Макаров. Управление горным давлением посредством придания искусственной податливости междукамерным целикам. В сборнике «Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. М., «Недра», 1986, с. 181-203.
36. Н.М. Проскуряков. Деформирование элементов соляного массива в очистных камерах. Сборник «Управление состоянием массива горных пород», М., «Недра», 1991, с. 265-268.
37. Н.М. Проскуряков, А.А. Антонов. Исследование деформаций неоднородных по форме и строению соляных целиков. Сборник «Физические процессы горного производства», Л., ЛГИ, 1984, с. 64-68.
38. С.В. Савченко. Управление горным давлением и сдвижением массива при разработке угольных пластов короткими забоями с разрушающимися целиками в условиях многолетней мерзлоты. Автореферат кандидатской диссертации. СПб, 1998, с. 19.
39. Ф.Н. Бублик, Г.А. Иванов. Исследование длительной прочности и ползучести неоднородных целиков. Труды ВНИМИ, сборник № 78, 1970.
40. Г.Л. Фисенко. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., «Недра», 1976.
41. Ф.Н. Воскобоев, П.Ф. Чубенко. Изменение несущей способности угольного массива во времени в натурных условиях. В сборнике «Технология добычи угля подземным способом. ЦНИЭИуголь, № 8, «Недра», 1967.
42. Я.А. Бич. Установка для исследования деформируемости угольного пласта. Научно-техническая информация, ЦИТИ, Углетехиздат, 1959.
43. Ж.С. Ержанов. Теория ползучести горных пород и ее приложения. Алма-Ата, 1964.
44. И.М. Петухов, Воскобоев Ф.Н. Опыт применения глубинных реперов для изучения сдвижений и деформаций горных пород в массиве. Сб. «Технология добычи угля подземным способом» ЦНИЭИугля, 1968, № 1.
45. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Печорского бассейна СПб, 1995.
46. Инструкций по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. СПб, 2000.
47. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатываемые угольные пласты, склонные к горным ударам (РД 05-328-99).
48. Л.М. Гусельников. Изменение температуры массива как характеристика его напряженного состояния. Сб. научных трудов АН СССР СО Институт горного дела. Новосибирск 80. С. 17-19.
49. И.М. Петухов, В.П. Кузнецов, В.В. Тетеревенков и др. Защитные пласты. Ленинград, изд-во «Недра», 1972.
50. Вовк А.И. О выборе оптимальной величины межштрековых целиков при проведении парных выработок на пластах, опасных по горным ударам. Сб. трудов молодых ученых ВНИМИ, 2003, стр. 17-23.
51. К.А. Ардашев, В.Н. Рева, М.А. Розенбаум. Способ отработки угольных пластов. Патент РФ. Приоритет от 26.05.98 г.
52. Борисов А.В., Долоткин Ю.Н., Вовк А.И. Стендовые испытания анкеров различных конструкций. Сб. молодых ученых ВНИМИ (по материалам конференции). СПб, ВНИМИ, стр. 113-116.
53. Г.Н. Кузнецов. О механизме взаимодействия боковых пород и крепи в очистных выработках пологопадающих пластов в сборнике «Исследования горного давления применительно к механизированным крепям. Углетехиз-дат, М., 1954.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.