Разработка эффективных и безопасных технологий и средств очистной выемки сложноструктурных калийных пластов Старобинского месторождения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, доктор технических наук Петровский, Борис Иванович

• Петровский, Борис Иванович
• доктор технических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор технических наук Петровский, Борис Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ, ОПЫТА ОТРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ И УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ:.

1.1. Горно-геологические условия разработки Старобинского месторождения калийных солей;.

1.2. Опыт отработки Старобинского месторождения и пути совершенствования технологии и механизации горных работ.

1.3. Анализ выемки калийных и угольных пластов слоевыми лавами и лавами на полную мощность.

1.4. Обзор исследований проявлений горного давления при отработке пологих пластов длинными очистными забоями.

1.5; Цель и задачи исследований.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ<.

2.1. Методика изучения устойчивости подготовительных выработок.

2.2. Методика исследований проявлений горного давления в лавах и на сопряжениях очистных забоев со штреками.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЯВЛЕНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА КАЛИЙНЫХ ПЛАСТАХ С ТРУДНО-ОБРУШАЕМОЙ КРОВЛЕЙ.

3.1. Результаты экспериментальных работ по повышению устойчивости подготовительных выработок в зоне опорного давления.

3.2. Закономерности опускания и обрушения кровли в очистных забоях и на сопряжениях.

3.2.1. Поведение и разрушение пород кровли.

3.2.2. Характер проявления и параметры вторичных осадок кровли

3.2.3. Зависимость опускания кровли от скорости подвигания лавы.

3.2.4. Распределение опускания кровли по длине лавы и по ширине призабойного пространства.

3.3. Закономерности взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами.

3.3.1. Результаты исследований в четырехкомбайновых лавах на

Втором калийном пласте.

3.3.1.1. Взаимодействие механизированной крепи с боковыми породами при зарубке сближенных двухслоевых лав.

3.3.1.2. Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами в очистных забоях и на сопряжениях лав со штреками.

3.3.2. Результаты исследований при слоевой выемке Третьего калийного пласта.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ВЫБОР МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ И ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ.

4.1. Исследование и выбор типа и конструкции механизированных крепей для калийных пластов.

4.1.1. Влияние горно-геологических и горнотехнических факторов на взаимодействие крепи с боковыми породами.

4.1.2. Функциональные, структурные и конструктивно-технологические признаки механизированныйх крепей.

4.1.3. Обоснование типа и конструкции механизированных крепей.

4.2. Основные параметры механизированных крепей и принципы их выбора для применения на калийных пластах.

4.2.1. Конструктивные параметры крепи.

4.2.2. Силовые параметры крепи.

4.2.3. Технические требования к механизированным крепям.

4.3. Методика определения параметров взаимодействия механизированных крепей с трудноуправляемой кровлей калийных пластов.

4.3.1. Распределение нагрузки на крепь по ширине призабойной зоны в лавах калийных пластов.

4.3.2. Расчет силовых параметров механизированных крепей и оценка их соответствия условиям эксплуатации;.

4.4. Расчет параметров крепления очистного забоя.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОТРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ ДЛИННЫМИ ОЧИСТНЫМИ ЗАБОЯМИ.

5.1. Силовое нагружение крепи очистных выработок и выработанного пространства.

5.2. Расчетные модельные схемы для изучения > геомеханического состояния породного массива вокруг очистной выработки.

5.3. Моделирование напряженного состояния пород в окрестности очистного забоя при использовании технологических схем с закладкой и без закладки выработанного пространства.

5.4. Результаты исследований геомеханического состояния породного массива при слоевой выемке калийных пластов и выемке на полную мощность.

5.4.1. Слоевая выемки пласта с закладкой и без закладки выработанного пространства нижней лавы.

5.4.2. Выемка пласта на полную мощность с возведением в выработанном пространстве бутовых полос из разрушенных породных слоев.

Выводы по главе.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И СРЕДСТВ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ С ТРУДНООБРУШАЕМОЙ КРОВЛЕЙ.

6.1. Разработка технологических схем селективной выемки Третьего калийного пласта двухслоевыми лавами и одной лавой на полную мощность с частичной закладкой вырабо-ботанного пространства.

6.1.1. Технологические схемы двухслоевой селективной выемки пласта со смещением выемочных столбов в слоях.

6.1.2. Технологические схемы селективной выемки пласта на полную мощность одной лавой.

6.2. Разработка способа зарубки очистных забоев и средств крепления сопряжений лав со штреками при двухслоевой выемке Второго калийного пласта.

6.2.1. Способ зарубки очистных забоев.

6.2.2. Двухъярусная механизированная крепь сопряжений.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка эффективных и безопасных технологий и средств очистной выемки сложноструктурных калийных пластов Старобинского месторождения»

Расположенное в центре Европы Старобинское месторождение калийных солей по объемам запасов и сравнительно благоприятным горногеологическим условиям разработки является одним из уникальных. Выгодное расположение месторождения обусловило весьма интенсивную его разработку, особенно после перехода на выемку калийных пластов длинными очистными забоями, оснащенными производительными механизированными комплексами.

В условиях Старобинского месторождения преимущества столбовой системы разработки длинными очистными забоями, по сравнению с камерной системой, убедительно проявились за более чем 30-летний период ее применения. В 2002 году различными вариантами столбовой системы разработки было добыто более 70 % руды. Этот показатель является максимально возможным для месторождения, так как оставшиеся 30 % должны непременно добываться камерной системой. Это краевые и притектонические зоны, участки шахтных полей небольшой площади и целики различного назначения, где применение столбовой системы экономически нецелесообразно.

В то же время уровень потерь полезного ископаемого в недрах и содержание полезного компонента в добываемой руде на РУП «ПО «Беларуськалий» за последнее десятилетие остается практически неизменным (48,5-50,3 %) и (27,17-27,82 %) соответственно.

Интенсивная отработка месторождения с большими потерями запасов в недрах привела к тому, что уже в ближайшее время выбудет из эксплуатации Второй калийный горизонт на рудниках Первого и Второго рудоуправлений.

Основными направлениями развития народного хозяйства Республики Беларусь на период до 2011 года намечено сохранение объема выпуска калийных удобрений РУП ПО «Беларуськалий», функционирующим на базе Старобинского месторождения калийных солей, не ниже уровня 2000 года.

Планируемый объем производства калийных удобрений на РУП «ПО «Беларуськалий» может быть достигнут не только за счет ввода новых мощностей на Первом и Втором рудоуправлениях, но и за счет разработки новых и совершенствования существующих технологий и средств добычи калийного сырья, позволяющих повысить качество добываемой руды и производительность очистных забоев при минимальных потерях полезного ископаемого в недрах.

Анализ ведения горных работ на Старобинском месторождении показал, что потенциальные возможности столбовой системы разработки используются далеко не в полной мере. Применяемые на рудниках РУП ПО «Беларуськалий» технологические схемы выемки калийных пластов не позволяют повысить извлечение запасов и содержание полезного компонента в добываемой руде из-за оставления широких охранных целиков, большого объема горно-подготовительных работ и использования валовой выемки продуктивных сильвинитовых слоев с породными слоями каменой соли в большинстве очистных забоев.

Эффективность наиболее прогрессивных технологий двухслоевой выемки на Втором и Третьем калийных пластах снижается из-за проблем, связанных с посадками забойной крепи «нажестко», поддержанием сопряжений лав со - штреками и зарубки очистных комплексов в четырехкомбайновых лавах.

Поэтому повышение эффективности и безопасности ведения горных работ на калийных рудниках Старобинского месторождения на основе изучения геомеханических процессов в окружающем очистные забои массиве и закономерностей взаимодействия боковых пород с механизированными крепями очистных забоев и сопряжений, является актуальной задачей и решает комплекс проблем по разработке новых вариантов технологических схем отработки калийных пластов сложного строения, установлению рациональных силовых и конструктивных параметров забойных механизированных крепей, созданию новых способов зарубки очистных забоев и средств крепления сопряжений лав со штреками.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. На Старобинском месторождении впервые из стран ближнего зарубежья, занимающихся добычей калийных солей, применяется столбовая система разработки с обрушением кровли, позволяющая по сравнению с камерной повысить качество добываемой руды и извлечение запасов из недр. В 2002 году различными вариантами столбовой системы было добыто 19,1 млн. т калийной руды, что составляет более 70 % от общего объема добычи. Несмотря на это, потери полезного ископаемого за последнее десятилетие на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий» не уменьшились и составляют 48—50 %, а содержание полезного компонента в добываемой руде остается в 1,4—1,6 раза ниже, чем в продуктивных сильвинитовых слоях.

Из всех вариантов столбовой системы разработки лучшие технико-экономические показатели достигнуты при двухслоевой выемке Второго и Третьего калийных пластов длинными очистными забоями.

Ведение горных работ двухслоевыми лавами осложнено динамическими проявлениями горного давления. Динамические воздействия труднообрушаемой основной кровли, наиболее часто проявляющиеся в нижних лавах при слоевой выемке Третьего пласта, приводят к посадкам забойной крепи «нажестко» с раздутием цилиндров стоек и потерей ими несущей способности, полному или частичному разрушению межслоевой пачки с вывалом породы в призабойное пространство и могут сопровождаться ударной воздушной волной.

При двухслоевой выемке Второго пласта интенсивные обрушения основной кровли в центральной части лавы являются причиной посадок «нажестко» крепи сопряжения с вентиляционным штреком с выходом из строя различных элементов крепи. Случаи зажатия крепи нижней лавы и обрушения межслоевой пачки каменной соли (галита) зачастую имеют место при зарубках очистных комплексов из монтажных выработок.

Помимо большого экономического ущерба, связанного с потерей добычи руды из аварийных лав и заменой вышедшей из строя крепи, как сам момент обрушения кровли с повышенной интенсивностью, так и последующая ликвидация его последствий являются источником повышенной опасности для обслуживающего персонала лавы.

Исследованиям проблем безопасной разработки пластовых месторождений с точки зрения проявлении горного давления посвящены работы Ардашева К.А., Борисова А.А., Волкова Б.А., Глушихина Ф.П., Губанова В.А., Давидянца В.Т., Докукина А.В., Журавкова М.А., Зубова В.П., Ильштейна A.M., Калугина П.А., Каткова Г.А., Клишина В.И., Ковалева О.В., Коровкина Ю.А., Кузнецова Г.Н., Кузнецова С.Т., Кузнецова Ю.Н., Курлени М.В., Лабасса А., Микляева Е.И., Мышляева Б.К., Николаева Ю.Н., Орлова А.А., Пермякова Р.С., Проскурякова Н.М., Садыкова Н.М, Смычника А.Д., Сорокина В.А., Хорина В.Н., Худина ЮЛ., Шемякина Е.И., Шокина Ю.П., Якоби О., Яковлева Н.И. и других ученых.

Однако, несмотря на большой объем выполненных исследований, их результаты не позволяют решить проблему динамических проявлений горного давления в калийных забоях Старобинского месторождения из-за не встречавшихся ранее конструктивных особенностей систем разработки и различия в строении, физико-механических и реологических свойствах калийных и угольных пластов и вмещающих их пород.

Особенности геологического строения калийных пластов и технологических схем их отработки, недостаточная эффективность применяемых вариантов столбовой системы разработки и отдельных ее элементов при наличии труднообрушаемой кровли, недостаточная изученность напряженного состояния массива соляных пород и его взаимодействия с механизированными крепями, отсутствие новых передовых технологий очистной выемки обуславливают необходимость решения крупной научной проблемы - эффективной и безопасной разработки Старобинского месторождения калийных солей длинными очистными забоями в условиях динамических проявлений горного давления, имеющей важное народнохозяйственное и социальное значение.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Исследования проводились в соответствии с комплексными научно-техническими программами Минхимпрома СССР, Министерства по производству минеральных удобрений СССР, Государственной агрохимической ассоциации, Государственного комитета Республики Беларусь по промышленности и межотраслевым производствам, Белорусского государственного концерна по нефти и химии, а также программами организационно-технических мероприятий, направленных на повышение безопасности работ на промышленных объектах РУЛ «ПО «Беларуськалий» (№№ гос. регистрации НИР 72047773, 76074880, 78043892, 80024278,41818600501,01880021120,01813007745,01880036804).

Диссертационная работа является обобщением НИР, выполненных в период 1977-2002 г.г. автором или при его участии, а с 1980 г. — под его руководством по тематике Белорусского филиала ВНИИГ (ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ») и ЗАО «Солигорского Института проблем ресурсосбережения с Опытным производством».

Цель работы — разработка эффективных и безопасных технологий и средств очистной выемки сложноструктурных калийных пластов Старобинского месторождения в условиях динамических проявлений горного давления на основе использования закономерностей геомеханических процессов в породном массиве и его взаимодействия с механизированными крепями.

Основная идея работы заключается в том, что возникновение динамических явлений в нижних лавах на Третьем калийном пласте рассматривается во взаимосвязи с геомеханическим состоянием породного массива после предварительной отработки верхнего слоя, в двухслоевых лавах на Втором калийном пласте - во взаимодействии геомеханических процессов в породном массиве от выемки верхнего и нижнего слоев, а предотвращение динамических явлений рассматривается как регулирование напряженного состояния породного массива возведением за крепыо бутовых полос с заданными параметрами из разрушенного в очистном забое галита на Третьем пласте, изменением конфигурации линии обрушения кровли пласта в центральной части лавы и взаимного расположения монтажных выработок на Втором пласте.

Задачи исследований: изучение особенностей взаимодействия механизированных крепей с труднообрушаемыми соляными породами калийных пластов; установление закономерностей обрушения и опускания кровли в очистных забоях и на сопряжениях лав со штреками при различном геомеханическом состоянии массива соляных пород; обоснование типа, силовых и конструктивных параметров забойных механизированных крепей для калийных пластов с труднообрушаемой кровлей; установление характера деформирования выемочных штреков лав в зоне опорного давления и разработка способов охраны подготовительных выработок на границе с выработанным пространством; оценка напряженно-деформированного состояния массива соляных пород при частичной закладке выработанного пространства длинных очистных забоев разрушенным гапитом в виде бутовых полос с заданными параметрами их возведения; разработка новых технических решений по технологии выемки, способам зарубки лав и поддержанию сопряжений лав со штреками для отработки калийных пластов с труднообрушаемой кровлей длинными очистными забоями.

Методы исследований обусловлены комплексным подходом к предмету изучения — проявлениям горного давления и геомеханическим процессам в массиве соляных пород под влиянием целого ряда горногеологических и горнотехнических факторов. В работе использованы следующие методы исследований: метод анализа литературных источников и обобщения практического опыта разработки калийных и угольных месторождений; вероятностно-статистический метод анализа и обработки данных натурных измерений; экспериментально-численный метод с использованием компьютерного моделирования для исследования напряженного состояния массива соляных пород; метод натурного шахтного эксперимента; опытно-промышленные испытания разработанных технологий и средств очистной выемки.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Интенсивность обрушений основной кровли в длинных очистных забоях калийных рудников необходимо оценивать вероятностно-статистическими методами путем анализа характера изменения опускания кровли на границе призабойного пространства, гистограмм и функций плотности его распределения.

2. Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами при двухслоевой выемке калийных пластов лавами происходит в трех режимах: независимом — после передвижки крепи до начала влияния очистной выемки, совместном — при выемке руды комбайном и динамического нагружения (центральное сопряжение на Втором пласте и нижняя лава на Третьем пласте) — при вторичных осадках кровли.

Возникновение динамических явлений вызвано сложной конфигурацией линии разлома кровли в сближенных двухслоевых (четырехкомбайновых) лавах на Втором пласте и надработкой нижней части Третьего пласта лавой по верхнему IV сильвинитовому слою.

3. Прогнозирование опасных обрушений кровли в очистных забоях калийных пластов необходимо осуществлять путем измерения времени выхода крепи на рабочее сопротивление в каждом цикле очистных работ и сравнения его с контрольным временем, заранее установленным для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разработки.

4. Устойчивость подготовительных выработок на границе с выработанным пространством обеспечивается путем разгрузки приконтурного массива компенсационными щелями и проведения выработок позади забоя смежной лавы с разрывом во времени, определяемым размером оставляемого охранного целика.

5. Силовые и конструктивные параметры механизированной крепи для лав калийных пластов устанавливаются с учетом криволинейной формы распределения внешней нагрузки на крепь по ширине призабойного пространства с эпюрой в виде параболической трапеции со значительным смещением равнодействующей нагрузки в сторону завального конца перекрытия крепи.

6. Геомеханическое обоснование управления состоянием соляного массива на Третьем пласте бутовыми полосами из разрушенного галита с заданными параметрами их возведения в выработанном пространстве лавы основано на использовании экспериментально-численных методов, компьютерного моделирования, а также явлений самоорганизации искусственных целиков в опорные ячеистые структуры и зональной дезинтеграции.

7. Эффективное управление геомеханическими процессами в двухслоевых четырехкомбайновых лавах достигается созданием- условий для беспрепятственного обрушения кровли пласта по всей длине лавы, использования межслоевой пачки галита для защиты крепи сопряжений от обрушающихся пород и проходки монтажных штреков в слоях с целиком не более 0,5 м друг от друга.

8. Обеспечение безопасной отработки калийных пластов длинными очистными забоями достигается с помощью комплекса технических решений, включающих разработанные на основе установленных закономерностей геомеханического состояния породного массива и взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами, технологические схемы селективной выемки с частичной закладкой выработанного пространства, способ зарубки и крепь сопряжений сближенных двухслоевых лав, метод прогноза опасных обрушений кровли и меры охраны подготовительных выработок.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

- предложена новая модель взаимодействия механизированной крепи с боковыми породами на сопряжениях двухслоевых сближенных лав со штреками, отличающаяся снижением динамической нагрузки на крепь за счет внедрения в почву конусообразных опор стоек и перераспределения веса обрушающихся пород на межслоевую пачку каменной соли, оставляемую в выработанном пространстве (а.с. СССР 972120);

- обоснована возможность управления кровлей калийных пластов без динамических воздействий на забойную крепь частичной закладкой выработанного пространства лавы разрушенным в очистном забое галитом в виде бутовых полос с заданными параметрами с учетом формирования в закладочном массиве опорных ячеистых структур с несжимаемыми ядрами, заключенными в несущих оболочках;

- предложен новый критерий для оценки нагруженности призабойного пространства лавы по скорости выхода стоек крепи на рабочее сопротивление и на его основе разработан оригинальный способ прогноза опасных обрушений кровли в длинных очистных забоях (патент 1234 РБ);

-установлена закономерность распределения внешней нагрузки на механизированную крепь по ширине призабойиого пространства калийных забоев с эпюрой в виде параболической трапеции и максимумом нагрузки на завальном конце перекрытия;

- впервые для калийных пластов Старобинского месторождения получены вероятностно-статистические модели опускания кровли в лавах в периоды проявления и отсутствия вторичных осадок, данные о распределении опускания кровли по длине очистного забоя и по ширине призабойного пространства, установлена зависимость опускания кровли от скорости подвигания лавы;

- выявлена взаимосвязь устойчивого состояния выемочного штрека, времени его проведения по отношению к образованному выработанному пространству смежного столба и ширины оставляемого охранного целика.

Обоснованность и достоверность научных положений; выводов; и рекомендаций подтверждается представительным объемом выполненных натурных исследований с использованием апробированных методов и высокоточной измерительной аппаратуры, применением современных методов теоретического анализа геомеханического состояния пород, вероятностно-статистических методов обработки данных натурных измерений, удовлетворительной (в пределах 80 %) сходимостью результатов математических и натурных исследований, положительными результатами опытно-промышленных испытаний и внедрением разработанных способов управления горным давлением в очистных забоях рудников РУП «ПО

Беларуськалий», включением результатов исследований в нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей.

Практическое значение результатов исследований заключается в следующем:

- разработана методика определения параметров взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами для лав калийных пластов;

- разработаны конструкция и технические требования на создание двухъярусной механизированной крепи сопряжений для двухслоевой выемки калийных пластов и способ зарубки двухслоевых лав из взаимоохраняемых монтажных выработок;

- разработана система оповещения об опасных обрушениях кровли в лавах, основанная на непрерывном измерении времени выхода стоек крепи на рабочее сопротивление и сравнении его с заранее заданным контрольным временем;

- предложены способы охраны подготовительных выработок с помощью оформления в них горизонтальных компенсационных щелей и проведения выработок вприсечку к выработанному пространству;

- разработаны технологические схемы селективной выемки калийных пластов с поддержанием кровли выработанного пространства бутовыми полосами из разрушенного галита и определены параметры возведения бутовых полос, обеспечивающие управление кровлей без динамического воздействия пород на призабойное пространство лав.

Реализация результатов работы. На РУП «ПО «Беларуськалий» внедрены:

- двухъярусная механизированная крепь сопряжений двухслоевых лав с выемочными штреками - с 1984 года;

- способ зарубки двухслоевых лав из взаимоохраняемых монтажных выработок - с 1991 года;

- система контроля опасных обрушений кровли в лавах - с 1994 года;

- технологическая схема слоевой селективной выемки Третьего пласта со смещением выемочных столбов в слоях относительно друг друга — с 2001 года.

Суммарный экономический эффект от внедрения разработанных технических решений составляет 473 тыс. у.е. в год.

Результаты выполненных исследований использованы в следующих методических и нормативных документах:

- Временная технологическая инструкция по применению столбовой системы разработки на Старобинском калийном месторождении. Солигорск, 1987;

- Методика оценки работоспособности и соответствия параметров крепи условиям силового взаимодействия с боковыми породами. Солигорск, 1990;

- Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. Солигорск - Минск, 1995.

Научные и практические результаты работы используются в учебном процессе при подготовке специалистов и составлении проектной документации.

Личный вклад автора заключается:

- в разработке основной идеи работы, постановке задач исследований, разработке методологии и методик их решения, научном руководстве исследованиями;

- в выявлении ранее не учитываемых закономерностей проявления горного давления в очистных забоях, подготовительных выработках и на сопряжениях;

- в разработке новой модели взаимодействия механизированной крепи с соляными породами на сопряжениях сближенных двухслоевых лав со штреками, основополагающих принципов методики определения параметров взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами и способа прогноза опасных обрушений кровли в лавах;

- в технологическом обеспечении расчетных модельных схем для изучения геомеханического состояния массива соляных пород;

- в обосновании и разработке концепции обеспечения эффективной и безопасной отработки калийных пластов длинными очистными забоями и участие в ее практической реализации;

- в обобщении и обосновании всех защищаемых научных положений.

Соискатель принимал непосредственное участие в экспериментальных работах, анализе полученных данных, построении графиков, получении корреляционных зависимостей, написании текста и его редактировании.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы и результаты исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на республиканской конференции, посвященной вопросам добычи и переработки калийных солей (Солигорск, 1980); на отраслевой научно-технической конференции по вопросам совершенствования добычи и переработки калийных солей (Ленинград, 1981); на Всесоюзном семинаре Госгортехнадзора СССР (Солигорск, 1982); на республиканской научно-технической конференции «Проблемы безопасной разработки калийных месторождений» (Солигорск, 1990); на II Международной конференции «Калий-91» (Германия, Гамбург, 1991); на международном научно-техническом семинаре «Проблемы безопасности труда на предприятиях со взрывопожароопасным производством (Солигорск, 1995); на семинаре-совещании по обмену опытом надзора за безопасным ведением горных работ и комплексного использования полезных ископаемых на Старобинском месторождении калийных солей (Солигорск, 1997); на Международной научно-технической конференции «Энерго и материалосберегающие экологически чистые технологии» (Гродно, 2002), на Международной научно-технической конференции «Минеральные ресурсы и человек» (Болгария, Варна, 2002), на Международной научно-учебной конференции «Современные гидромеханизированные крепи с большим сопротивлением» (Польша, Устронь, 2003), на технических совещаниях РУП

ПО «Беларуськалий» (Солигорск, 1977-2001); на научно-технических советах и горно-технических секциях ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ» (Солигорск, 1977-2000); на научно-технических советах ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» (Солигорск, 2002-2003).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 46 научных работ общим количеством 538 страниц, в том числе монография — 1, сборник нормативных и методических документов — 1, статей в научных журналах — 20; статей в научных сборниках — 10, тезисов докладов — 6, изобретений и патентов — 8.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа общим объемом 338 страниц содержит 171 страницу машинописного текста, 91 рисунок, 32 таблицы, список использованных источников из 217 наименований, 15 приложений.

Заключение диссертации по теме «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», Петровский, Борис Иванович

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. На Старобинском месторождении с большой эффективностью может применяться способ управления кровлей Третьего калийного пласта частичной закладкой выработанного пространства из разрушаемых в очистном забое породных слоев каменной соли в виде бутовых полос. Установленные геомеханическими исследованиями параметры возведения бутовых полос в выработанном пространстве реализованы в разработанных технологических схемах слоевой селективной выемки Третьего пласта со смещением выемочных столбов в слоях и селективной выемки Третьего пласта на полную мощность одной лавой. Более перспективным является селективная выемка на полную мощность пласта, так как наряду с исключением динамических воздействий кровли на призабойное пространство лавы она позволяет повысить извлечение запасов полезного ископаемого из недр при меньшем удельном объеме горноподготовительных работ.

Для формирования бутовых полос в выработанном пространстве вместо применяемых на рудниках установок механической закладки с роторными метателями . целесообразнее использовать закладочные комплексы, позволяющие изменять параметры поддержания кровли за крепью в зависимости от горно-геологических условий, улучшить условия взаимодействия забойной, крепи с кровлей и отказаться от проходки подготовительных выработок в поле выемочного столба.

2. Разработаны новые варианты взаимного расположения монтажных штреков и последующей зарубки из них механизированных комплексов для двухслоевой выемки Второго калийного пласта, в основу которых, с целью снижения горного давления на призабейное пространство нижней лавы, положен принцип сближения монтажных штреков на расстояние 0-0,5 м или расположения их друг под другом.

Исследованиями геомеханическнх процессов, происходящих в соляном массиве при зарубке четырехкомбайновых лав с использованием метода граничных элементов и экспериментально-аналитического метода установлено, что в отличие от применяемых на рудниках вариантов взаимного расположения монтажных штреков с оставлением широкого (5 м) межштрекового целика и возникновением в нем при зарубке нижней лавы напряжений, превышающих предел прочности пород на одноосное сжатие, в новых вариантах зарубки не наблюдаете:! резкого изменения НДС массива при отходе очистных забоев от монтажных штреков, а уровень напряжений составляет не более 180 МПа.

Шахтные испытания варианта расположения монтажных штреков с минимальным (0,5 м) целиком друг от друга и приходкой в нем сплошной наклонной щели показали, что он обеспечивает безаварийную зарубку четырехкомбайновых лав при минимальном расходе крепежного материала. Скорость опускания кровли в нижней лаве при одновременной зарубке верхнего и нижнего очистных забоев составляет всего 7-8 мм/сут, а сопротивление крепи не превышает 200 кН/м2 при рабочем 250 кН/м". Сплошная наклонная щель компенсирует продольные смещения слоев почвы в монтажном штреке верхней лавы, предотвращая: их пучение, и сохраняет целостность межслоевой пачки при зарубке нижней лавы.

3. Эффективное и безопасное поддержание центрального сопряжения возможно двумя способами: стандартной крепью, например, 2М-81Э.01 (путем проведения вентиляционного штрека под межслоевой пачкой галита с последующим вскрытием верхнего слоя широкой щелью), и специальной двухъярусной механизированной крепью, которые обеспечивают беспрепятственное обрушение кровли за крепыо сопряжения с верхней лавой по линии обрезного ряда забойной крепи без динамического воздействия на крепь сопряжения с нижней лавой. Экономически более целесообразно создание специальной крепи, так как в этом случае, в отличие от проведения вентиляционного штрека под межслоевой пачкой, не снижается качество руды из горно-подготовительных работ.

Шахтные испытания созданного экспериментального образца двухъярусной механизированной крепи сопряжения показали работоспособность и правильность выбора конструкции, базирующейся на принципе поддержания кровли штрека только на сопряжении с верхней лавой и ограждения от обрушающихся пород сопряжения с нижней лавой при расположении ограждений в пределах мощности межслоевой пачки. Принятые силовые параметры крепк оказались достаточными для эффективного управления кровлей на сопряжении.

4. В настоящее время способ зарубки из взаимоохраняемых монтажных штреков и двухъярусная крепь сопряжения в импортном исполнении успешно применяются во всех четырехкомбайновых лавах рудников РУП ПО «Беларуськалий» с экономическим эффектом 376 тыс. у.е. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченную научную работу, установлены закономерности геомеханических процессов в породном массиве и закономерности взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами и на их основе разработаны эффективные и безопасные технологии и средства очистной выемки сложноструктурных калийных пластов Старобинского месторождения в условиях динамических проявлений горного давления, совокупность которых представляет новое крупное достижение в таких прикладных научных дисциплинах, как геотехнология (подземная, открытая, строительная) и горные машины при разработке месторождений калийных солей, имеющее важное народнохозяйственное и социальное значение.

1. Во взаимодействии механизированных крепей с труднообрушаемой кровлей из соляных пород преобладает совместный режим, имеющий место при выемке руды в лаве, когда крепь и кровля вместе сопротивляются общей нагрузке, вызванной движением вышерасположенного массива горных пород. После передвижки крепи до начала влияния очистной выемки крепь работает в независимом режиме, обусловленном весом отслоившихся над призабойным пространством породных слоев кровли. В режиме динамического нагружения взаимодействуют крепь с кровлей в периоды проявления вторичных осадок в зоне центрального сопряжения при двухслоевой выемке Второго калийного пласта и в нижней лаве при слоевой выемке Третьего калийного пласта.

2. Динамические явления на Втором пласте вызваны сложной в плане конфигурацией линии разлома пород над сопряжением с образованием в соляном массиве мощного породного блока, воздействующего на задний комплект крепи сопряжения со сверхноминальной нагрузкой, а на Третьем пласте - опережающей выемкой верхнего слоя с формированием в вышележащей толще пород над зоной обрушения многозвеньевой шарнирно-блочной системы, подработка которой нижней лавой сопровождается мгновенным перемещением породных блоков в шарнирных соединениях и интенсивным воздействием на забойную крепь через обрушенные породы и межслоевую пачку.

Осложнение геомеханической ситуации в процессе зарубки двухслоевых четырехкомбайновых лав на Втором пласте связано с тем, что при отходе очистных забоев от монтажных штреков, пройденных с широким пятиметровым целиком, над образованным пространством формируется массивный породный мост, опирающийся на неподрубленную часть межштрекового целика и забой верхней лавы. При подходе и особенно входе забоя нижней лавы под верхний монтажный штрек породный мост, потеряв одну из опор (межштрековый целик), перераспределяет свой вес на призабонное пространство нижней лавы, приводя к резкому увеличению скорости опускания кровли и просадке крепи «нажестко».

3. Особенностью проявления горного давления в длинных очистных забоях Старобинского калийного месторождения является более сложная, чем на угольных месторождениях форма распределения внешней нагрузки по ширине призабойного пространства, причем в качестве эпюры может быть использована параболическая трапеция с параметрами qmin (кН/м2) на забойном конце и qmax (кН/м2) на завальном конце перекрытия крепи. Установлено также, что в 2-3 циклах очистных работ, непосредственно предшествующих интенсивному обрушению основной кровли, время выхода забойной крепи на рабочее сопротивление уменьшается в несколько раз по сравнению с обычными циклами. На основе выявленных закономерностей разработана методика определения параметров взаимодействия забойной крепи с боковыми породами и способ прогноза опасных обрушений кровли в лавах.

4. Поддержание призабойного пространства очистных забоев калийных пластов предложено осуществлять двухрядной четырехстоечной щитовой крепью, рабочее сопротивление которой выбирается в зависимости от вынимаемой мощности пласта, обрушаемости кровли и технологии выемки. На пластах с труднообрушаемой кровлей при равной вынимаемой мощности пласта применение технологии селективной выемки с возведением в выработанном пространстве бутовых полос из разрушенного галита с установленными геомеханическими исследованиями параметрами позволит использовать в очистном забое механизированную крепь с несущей способностью в 1,3-1,5 раза ниже, чем при валовой выемке.

5. Выявлены закономерности опускания кровли в очистных забоях и на сопряжениях:

- закон распределения опускания кровли в концевых частях лавы и на фланговых сопряжениях нормальный, вторичные осадки не проявляются. В середине лавы и на центральном сопряжении опускание кровли распределено по суперпозиции двух нормальных законов, характеризующих периоды проявления и отсутствия вторичных осадок; параметры вторичных осадок: периодичность 10-18 м, продолжительность 1-3 цикла, высокая интенсивность;

- между величиной опускания кровли и скоростью подвигания лавы существует обратная нелинейная зависимость в виде гиперболы;

- по ширине призабойного пространства опускание кровли возрастает по линейному закону в концевых частях лавы и на фланговых сопряжениях и по экспоненциальному — в центре лавы и на центральном сопряжении;

- опускание кровли по длине лавы увеличивается в направлении от концевых к центральной части, причем распределение опускания кровли вдоль лавы удовлетворительно описывается параболической функцией; зона с повышенным горным давлением распространяется на 40-45 м в обе стороны от центра очистного забоя.

6. Характер взаимодействия механизированной крепи с массивом горных пород на фланговых сопряжениях со стороны выработанного пространства во многом определяется состоянием выемочного штрека к моменту подхода очистного забоя. Для повышения устойчивости выработок предложены и проверены в шахтных условиях способ дополнительной разгрузки приконтурного массива горизонтальными щелями и способ снижения интенсивности воздействия опорного давления проведением выемочных штреков позади очистного забоя смежной лавы. Наибольший разгрузочный эффект достигается при глубине горизонтальных щелей 1,4-1,5 м и ширине 140-200 мм, а максимальное снижение воздействия опорного давления при минимальном размере межстолбового целика (2,5-3,0 м) — в случае проведения выемочного штрека с разрывом во времени не менее 7-8 месяцев по отношению к образованному выработанному пространству.

7. Разработанные двухъярусная механизированная крепь сопряжений и способ зарубки очистных забоев позволили исключить динамические обрушения кровли при двухслоевой выемке Второго пласта путем изменения состояния массива горных пород в центре лавы, а также в начальной стадии отработки выемочного столба за счет ликвидирования сложной конфигурации линии разлома пород на центральном сопряжении и уменьшения до минимума (0,5 м) ширины целика между монтажными выработками.

8. Аналитическими исследованиями напряженно-деформированного состояния массива горных пород с использованием экспериментально-численных методов и компьютерного моделирования обоснована возможность управления труднообрушаемой кровлей калийных пластов плавным опусканием на искусственных податливых целиках, возводимых в выработанном пространстве лавы перпендикулярно линии очистного забоя, с деформированием породной толщи без образования протяженных зон разрушения и динамических воздействий на крепь. Оптимальные условия взаимодействия кровли с закладочным массивом достигаются при степени заполнения выработанного пространства не менее 0.5, расстоянии между бутовыми полосами не более 25 м и плотности закладки из разрушенной породы порядка 65-70 % от ее значения в массиве.

Установленные геомеханическими исследованиями параметры возведения бутовых полос реализованы в разработанных технологических схемах слоевой селективной выемки Третьего пласта со смещением выемочных столбов в слоях и селективной выемки Третьего пласта на полную мощность одной лавой . Более перспективным является технология выемки на полную мощность пласта, так как кроме предотвращения динамических явлений обеспечивает повышение извлечения запасов из недр при меньшем удельном объеме горно-подготовительных работ.

9. Способ зарубки из сближенных взаимоохраняемых монтажных штреков и двухъярусная крепь сопряжения в импортном исполнении успешно применяются во всех четырехкомбайновых лавах рудников РУП «ПО «Беларуськалий» с экономическим эффектом 376 тыс. у.е. в год.

Технология слоевой селективной выемки Третьего пласта со смещением выемочных столбов в слоях внедрена на руднике 2 РУ с экономическим эффектом 97 тыс. у.е. в год, а технология селективной выемки Третьего пласта на полную мощность намечена для опытно-промышленных испытаний на руднике 4 РУ.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Петровский, Борис Иванович, 2003 год

1. Лупинович Ю.Н., Кислик В.З., Зеленцов И.И. Геологическое строение и условия формирования галогенной формации Припятской впадины // Геология и петрография калийных солей Белоруссии: Сб. научн. тр.-Л-: 1969.-С.7-28.

2. Рациональное использование недр Старобинского калийного месторождения / И.С.Невельсон, В.Н.Зеленкин, В.И.Сергеев, К.Д.Васин // Горный журнал. 1978. - № 12. - С. 6-8.

3. Валовая и селективная выемка пластов длинными забоями на калийных рудниках Белоруссии / В.А.Сорокин, П.А.Калугин, Б.И.Петровский и др. // Калий-91 : Сб. докл. междунар. конф., Гамбург, 26-29 мая 1991 Гамбург, 1991. - С. 31 -36.

4. Проскуряков Н.М., Пермяков Р.С., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород. Л.: Недра, 1973. - С. 80-91.

5. Антонов А.А. Исследование несущей способности неоднородных соляных целиков (на примере Старобинского месторождения калийных солей) : Автореф.дисс. . канд. техн. наук : 05.15.02 / Лен. горн. ин-т. Л., 1974.-22 с.

6. Лисицин А.И. Прочностные характеристики соляных пород Старобинского месторождения // Калийная промышленность: Научн.-техн.реф.сб. М.: НИИТЭХИМ, 1980, Вып. 5. - С. 9-13.

7. Андреичев A.Hi Разработка калийных месторождений. — М. : Недра, 1966. -255 с.

8. Зеленкин В.Н., Волков Б.А. Применение самоходных комплексов при разработке Второго калийного пласта Старобинского месторождения // Горный журнал. 1977. - № 4. - С. 56-57.

9. Варианты раздельной выемки сильвинитовых пластов Старобинского месторождения и их технико-экономическая оценка / В.К.Рожков, Т.Е.Денкевич, В.Н.Зеленкин, В.А.Сорокин // Калийнаяпромышленность: Научн.-техн.реф.сб. М.: НИИТЭХИМ, 1973, Вып. 1. - С. 14-22.

10. Возможность применения системы разработки с обрушением кровли на Старобинском месторождении калийных солей / Р.С.Пермяков, С.М.Ротькин, В.И.Раевский и др. // Пути снижения потерь при добыче калийных руд: Сб. научн. тр. JI.: 1978. - С. 42-53.

11. Крепление тонкослоистой кровли калийных пластов винтовыми анкерами / Т.Е.Денкевич, В.А.Сорокин, Т.П.Петрушков и др. // Шахтное строительство. 1972. - № 7. - С. 20-23.

12. Совершенствование техники и технологии слоевой селективной выемки Второго калийного пласта / Т.Е.Денкевич, П.П.Палто, Р.С.Пермяков, В.Л.Сорокин, Б.И.Петровский // Горный журнал. 1978. - № 12. - С. 10-13.

13. Сорокин В.А., Денкевич Т.Е., Сергеев В.И. Опыт отработки Третьего калийного пласта комплексами КМ-81 // Горный журнал. 1978. -№ 12. — С. 14-15.

14. Петровский Б.И., Волков Б.А., Максачев В.И. Исследование проявлений горного давления при выемке Третьего пласта комплексами КМ-81Э // Калийная промышленность: Научн.-техн.реф.сб. М. : НИИТЭХИМ, 1980, Вып. 5.-С. 1-4.

15. А.с. 863860 СССР, МКИ Е 21 С 41/04. Способ разворота очистных забоев / Т.Е.Денкевич, Н.Г.Баранов, Б.А.Волков, Б.И.Петровский,

16. B.Н.Зеленкин, П.И.Калиниченко, В.А.Сорокин. № 2834436/22-03; Заявлено 01.11.79; Опубл. 15.09.81, Бюл. № 347/ Открытия. Изобретения. - 1981. - № 34.-С. 168.

17. Комбинированная система разработки Третьего калийного пласта на Старобинском месторождении / Р.С.Пермяков, В.Н.Зеленкин, Ю.Н.Николаев и др. // Горный журнал. 1981. - № 10. - С.20-23.

18. Результаты шахтных испытаний двухслоевой выемки Третьего пласта на Старобинском месторождении / В.А.Сорокин, Б.И.Петровский, А.Ф.Бублис, П.И.Калиниченко // Горный журнал. 1985. - № 12. - С. 34-36.

19. Опыт двухслоевой выемки мощного пласта сложного строения / А.Ф.Бублис, Б.А.Волков, В.А.Сорокин, Б.И.Петровский // Технология и безопасность работ в калийных рудниках : Сб. научн. тр. — Пермь, 1985. С. 17-22.

20. Совершенствование подготовки длинных столбов для слоевой выемки Третьего пласта / Б.И.Петровский, А.Ф.Бублис, В.А.Сорокин и др. // Совершенствование разработки калийных месторождений : Сб. научн. тр. -Пермь, 1987.-С.6-11.

21. Слоевая выемка Третьего пласта на Старобинском калийном месторождении / В.А.Сорокин, Б.И.Петровский, Ю.Н.Николаев и др. // Промышленное освоение Старобинского месторождения калийных солей: Сб. научн. тр. JI., 1986. - С. 4-14.

22. Опыт использования и перспективы совершенствования технологии селективной выемки калийных пластов Старобинского месторождения /

23. Л.И.Томчин, В.Л.Сычевский, Б.И.Петровский и др. // Горная механика. — 1999. -№ 1.-С. 49-55.

24. Пермяков Р.С., Сорокин В.А., Петровский Б.И. Результаты испытаний опытного образца комплекса КДС для раздельной выемки калийных пластов // Горный журнал. 1978. - № 1. - С. 13-15.

25. Андреичев А.Н. Гидрогеологические и горнотехнические условия и методы вскрытия калийных месторождений. Л.: ВНИИГ. - 1973. - Вып. 65. -С.3-86.

26. Высоцкий Э.А., Горецкий Р.Г., Кислик В.З. Калиеносные бассейны мира. -Мн.: Наука и техника, 1988.-387 с.

27. Эволюция систем разработки калийных месторождений Эльзаса // Горнорудная промышленность : ЭИ. 1975. - № 38. - С. 5-10.

28. Пермяков Р.С. Горные работы и безопасность труда на калийных шахтах Франции // Безопасность труда в промышленности. 1970. - №11.-С. 53-55.

29. Зайцев М.М., Рамоданов Б.И., Соловьев В.А. Современное состояние технологии и механизации выемки калийных руд в СССР и за рубежом : Обзорн. инф. / Развитие калийной промышленности. — М. : НИИТЭХИМ, 1981.-44 с.

30. Калийная промышленность Франции : Обзорн. инф. / Развитие калийной промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1971, Вып. 4. - 69 с.

31. Стрекденфинжер М. Калийная промышленность Франции // Глюкауф. 1988. - № 12. - С. 13-20.

32. Кастеллс К. Калийная и соляная промышленность Испании // Глюкауф. 1977. - № 3. - С. 19-30.

33. Новое в калийной промышленности Северной Америки : Обзорн. инф. / Развитие калийной промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1979. - 34 с.

34. Gimm W., Sieqmindt V. Internationalen Stand and Entwicklunqstendenzen bei verlustormen Abbauverfahren im Kaliberqbau // Neue Berqbautechnik. 1975. - 5 Iq. - H. 11. - S. 828-835.

35. Сребный M.A. Перспективная технология разработки пластов на шахтах АООТ «Лени иску голь»//Уголь. май 1997. -С. 10-12.

36. Литвинов А.В. Исследование работы «кусто-пакетной крепи» и рекомендации по ее применению // Уголь. 2001. - № 1. — С. 31-33.

37. Веселов А.П., Казанин О.И. Пути совершенствования технологии отработки удароопасных газоносных угольных пластов Воркутинского месторождения // Уголь. 1988. - № 9. - С. 23-25.

38. Андреев Л.А. Печорская технология подземной угледобычи // Уголь.-январь2001.-С. 9-11.

39. Коровкин Ю.А., Савченко П.Ф., Бураков В.А. О производительности комплексно-механизированных очистных забоев // Уголь. — май 2000.-С. 37-42.

40. Гапанович Л.Н., Ягодкин Г.Н. Совершенствование технологии очистных работ на шахтах России // Горный вестник. 1997. - № 5. - С. 1621.

41. Штумпф Г.Г., Шаламанов В.А. Геомеханическое обоснование горно-строительных и эксплуатационных работ в Кузбассе // Уголь. — июль 2000.-С. 17-21.

42. Матсуи К., Шимада X. Проходка и крепление нарезных выработок при сплошной системе разработки обратным ходом-// РЖ. 10. Горное дело. Сводный том. 2001. - № 2. - С. 18

43. Гайслер Й. Немецкая и американская камнеугольная промышленность : взаимные импульсы // Глюкауф. март 2000. - № 1. - С. 37-43.

44. Бажин Н.П., Райский В.В:, Волков Ю.В. Охрана подготовительных выработок без целиков. М.: Недра, 1975. - 294 с.

45. Бесцеликовая отработка пластов / Ю.Л.Худин, М.И.Устинов, А.В.Брайцев и др., М.: Недра. —1983. 280 с.

46. Адонкин А.С. Опыт поддержания подготовительных выработок // Уголь. 1976. - № 9. с. 34-37.

47. Каганович М.Н., Гапанович Л.Н. Развитие технологии подземной разработки мощных угольных пластов. М.: ЦНИЭИуголь, 1971. - 64 с.

48. Токмагамбетов М.Т., Матонин Н.К. Совершенствование технологии и механизации очистных работ на шахтах Карагандинского бассейна // Уголь. 1971. - № 5. - С. 17-21.

49. Проявления горного давления при слоевой выемке пласта / М.М.Мукушев, Ю.Л.Семенов, Н.С.Григорьев и др. // Технология добычи угля подземным способом. М.: ЦНИЭИуголь. - 1971. - № 7. - С. 4-8.

50. Хан В.М., Адеянов В.А. К определению расстояния между очистными забоями при слоевой разработке пласта Верхняя Марианна / Научн. тр. КНИУИ. М.: Недра, 1969, Вып. 30. - С. 27-32.

51. Гапанович JI.H., Брайцев А.В:, Лаврухина Л.Н. Целесообразность одноразовой отработки механизированным комплексом пологих пластов мощностью 6 м// Уголь. 1977. - № 6. - С. 23-28.

52. Угольная промышленность СССР за 1975 год // Уголь. 1976. — №4.-С. 68-74.

53. Эксплуатация длинных лав на шахтах США в 1994 году // Уголь. -1996. № 5. - С.66-67.

54. Управление горным давлением : Учеб. пособ. для техникумов / А.А.Борисов, В.И.Матанцев, Б.П.Овчаренко, Ф.Н.Воскобоев / Под ред. А.А.Борисова.-М.: Недра. 1983.- 168 с.

55. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород: Учеб. для вузов. М.: Недра. - 1991. - 368 с.

56. Григорьев Г.Ф., Гапанович А.Н. Современный опыт разработки мощных угольных пластов за рубежом. М.: ЦНИЭИуголь. - 1969. - 47 с.

57. Паларски Я. Опыт применения закладки выработанного пространства в каменноугольной промышленности ПНР // Глюкауф. — 1986. -№10.-С. 10-14.

58. Райнсхаген Е. Возможности развития систем разработки с закладкой выработанного пространства// Глюкауф. 1986. - № 3. - С. 9-13.

59. Фосс К.Х. Оборудование и эксплуатация лав с пневматической закладкой // Глюкауф. 1987. - № 7. - № 7. - С. 3-9.

60. Штенманс К.Х. Опыт применения пневматической закладки на шахте «Фридрих-Генрих» // Глюкауф. 1989. - № 11/12. - С.25-30.

61. Полянина Г.Д., Земсков А.Н.,. Падерин Ю.Н. Технология и безопасность разработки Верхнекамского калийного месторождения. -Пермь : Кн. Изд-во, 1990.-262 с.

62. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. — М.: Машиностроение, 1983. -487 е.

63. Борисов А.А. Расчеты горного давления в лавах пологих пластов. — М.: Недра, 1964. 276 с.

64. Бочкарев В.Г. Гипотезы горного давления в очистных выработках / Горное дело. Энциклопедический справочник. Т. 5. М. : Углетехиздат, 1958, с. 326-333.

65. Кузнецов Г.Н. О механизме взаимодействия боковых пород и крепи в очистных выработках пологопадающих пластов каменного угля : Труды ВНИМИ. Л., Углетехиздат, 1953. - Вып. 27. - С. 43-49.

66. Слесарев В.Д. Механика горных пород и рудничное крепление. -MI: Углетехиздат, 1948.-303 с.

67. Цимбаревич П.М- Механика горных пород. — М. : Углетехиздат, 1948.- 179 с.

68. Labasse Н. Les pressions de terrains autour d'une taille chassante. V. La fissuration prealable.VI. L'influence des exploitations et les mouvements de terrains. «Revue universelle des mines». V. VII. mars. - 1951. - № 3. - p. 85106.

69. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. — М. : Недра, 1980.-360 с.

70. Кузнецов С.Т. О направлениях совершенствования механизированных крепей и приемов активного управления кровлей при их применении. — М.: ЦНИИЭНТИ, 1970. 152 с.

71. Давидянц В.Т. Совершенствование способов и средств управления кровлей на шахтах Донбасса. 2-е изд., перераб. - М.: Недра, 1969. - 277 с.

72. Орлов А.А., Сетков В.Ю., Баранов С.Г. и др. Взаимодействие механизированных крепей с кровлей. М.: Недра, 1976. - 336 с.

73. Глушихин Ф.П. Трудноуправляемые кровли в очистных забоях. -М.: Недра, 1974. 191 с.

74. Jacobi О. Die Bewegungen zerbrochener Gesteinsschichten urn bergmannische Hohlraume // Gliickauf- 1957. № 4. - S. 45-46.

75. Исследование горного давления применительно к механизированным крепям / Под редакцией акад. А.М.Терпигорева. М. : Углетехиздат, 1954.-257 с.

76. Кузнецов Г.Н. Исследование проявлений горного давления при применении механизированных крепей. — Л.: Фонды ВНИМИ, 1956. — 81 с.

77. Возный Б.В. Исследование проявлений горного давления на концевых участках лав тонких пологах пластов и установление основных параметров механизированных крепей для этих условий : Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новочеркасск, 1974. - 20 с.

78. Гусельников Л.М., Мыльников А.А., Фурлетов И.А. Исследование проявлений горного давления на концевых участках очистных забоев //

79. Добыча угля подземным способом. М. : ЦНИЭИуголь. — 1971. - № 7. - С. 94-100.

80. Методика обоснования параметров крепей и типовые паспорта крепления лав и их сопряжений с примыкающими выработками на шахтах Кузнецкого бассейна / А.К.Коврижин, Н.И.Яковлев, В.А.Сударев и др. -Прокопьевск : КузНИУИ, 1969. 107 с.

81. Литвинов А.В. Исследование и установление параметров крепи сопряжения лав со штреками без подрывки пород кровли при струговой выемке без ниш : Автореф. дис. канд. техн.наук. — М., 1976. — 19 с.

82. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Черняк И.Л. Процессы подземных горных работ. — М.: Недра, 1976. — С. 83-104.

83. Технические требования к механизированным крепям сопряжений лав с подготовительными выработками, их параметрам и технологическим схемам применения. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1979. - 6 с.

84. Эксплуатация механизированных крепей и пути их совершенствования: Учеб. для горных вузов / С.Т.Кузнецов, В.Ф.Крылов, Ф.П.Глушихин и др.; Под общей ред. С.Т.Кузнецова. М.: Недра. — 188 с.

85. Горев В.В., Григорьев В.Л. Периодические давления основной кровли и зависания пород в комплексно-механизированных лавах шахт Интинского месторождения // Добыча угля подземным способом. — М. : ЦНИЭИуголь. 1980. - № 10. - С. 26-30.

86. Штумпф А.Г., Свитов А.З., Штабель В.Г. Исследование устойчивости сопряжений лав с прилегающими выработками // Безопасность труда в промышленности. 1973; - № 9. - С. 18-22.

87. Коровкин Ю.А., Микляев Е.И., Литвяк Ю.А. О создании комплексов оборудования для пластов с трудноуправляемой кровлей // Уголь. 1979. - № 3. - С. 39-42.

88. Микляев Е.И., Коровкин Ю.А., Коробов М.С. О выборе сопротивления консоли перекрытия механизированной крепи для пластов с трудноуправляемой кровлей // Уголь. 1975. - № 10. - С. 43-46.

89. Федоров И.А., Михайлов В.Н. О характере разрушения пород кровли над очистной выработкой в комплексно-механизированных лавах : Вопросы горного давления. Новосибирск, 1975. - Вып. 32. — С. 51-55.

90. Гидравлические стойки, выдерживающие горный удар // Глюкауф. -1974.-№13. С. 2-3.

91. Справочник машиностроителя. Том 3. М. : Машгиз, 1956. —563 с.

92. Клишин В.И. Адаптация механизированных крепей к условиям динамического нагружения. Новосибирск : Наука, 2002. - 200 с.

93. Ковалевский В:Д., Железняков Н.Т., Беймен Ю.Н. Справочник по гидропроводам горных машин. М.: Недра, 1973. - 502 с.

94. Ильштейн A.M. Закономерности проявления горного давления в лавах пологопадающих пластов каменноугольных месторождений. М. : Углетехиздат, 1958.-272 с.

95. Мукушев М.М., Семенов Ю.А., Огарков Б.Ф. Особенности работы механизированной крепи при высоких скоростях подвигания очистного забоя // Уголь. 1975. - № 2. - С. 45-49.

96. Житков Э.Ф., Ноши П.П., Николаев Ю.Н. Охрана подготовительных выработок от вредного влияния опорного давления // Безопасность труда в промышленности. — 1974. № 5. - С. 42-44.

97. Николаев Ю.Н! Опыт охраны штреков в зоне опорного давления при очистной выемке комбайнами ГТК-10 // Совершенствование технологии и механизации очистных работ на комбинате «Беларуськалий» / Под ред. Р.С.Пермякова, Ю.П.Шокина. -JI., 1972. С. 57-64.

98. Ногин П.П. Метод регулирования горного давления как один из путей снижения потерь при разработке калийных пластов // Пути снижения потерь при добыче калийных руд. JL, 1978. - С. 71-81.

99. Симанович A.M., Сребный М.А. Охрана выработок на глубоких горизонтах. — М.: Недра, 1976. — 144 с.

100. Кошелев К.В., Трумбачев В.Ф. Повышение устойчивости капитальных горных выработок на больших глубинах. — М. : Недра, 1972. -127 с.

101. Жаров А.И., Брайцев А.В. Совершенствование систем разработки длинными столбами // Уголь. 1976. - № 12. - С. 22-24.

102. Борисов А.А. Взаимодействие выработок при разработке свит пластов. Учеб. пособ. Л.: ЛГИ, 1980. - 97 с.

103. Калимов Ю.И., Левчук В.Н. Совершенствование бесцеликовой технологии выемки угля // Уголь. 1981. № 7. - С. 20-24.

104. Попков М.П. Пути расширения бесцеликовой технологии разработки выемочных полей // Уголь Украины. 1981. - № 7. - С. 10-12.

105. Самусев В.Ф. Влияние способов закладки выработанного пространства на проявление горного давления в призабойной зоне // Проблемы и опыт выемки пластов с закладкой выработанного пространства в Карагандинском бассейне. Караганда, 1989. - С. 82-89.

106. Хервиш Г., Мигенда П. Управление горным давлением в лавах с пневмозакладкой // Глюкауф. 1990. № 5/6. - С. 4-8.

107. Комплексные исследования работы механизированной крепи 2МК при труднообрушаемой кровле / С.Т.Кузнецов, Ф.П.Глушихин, И.Н.Вороннн,

108. Ю.Г.Кротов // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ : Тр. ВНИМИ. JI., 1969. - Вып. 73. - С. 75-99.

109. Методические указания по статической отработке и анализу результатов исследований проявлений горного давления. JI. : ВНИМИ, 1976.-164 с.

110. Орлов А. А. Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами в условиях пологих пластов Донбасса // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ : Тр. ВНИМИ.-Л., 1969. — Вып. 73.-G. 112-132.

111. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР : 2-е изд. доп. /Мин. уг. пром: СССР.-Л.: ВНИМИ, 1978.-212 с.

112. Петровский Б.И. Разработка способа и средств поддержания сопряжений лав со штреками при двухслоевой выемке калийных пластов: Дис. . канд. техн. наук: 05.15.12.-Л., 1985. -222 с.

113. Гусельников Л.М., Шуравин B.C., Тарасов A.M. О расчете несущей способности крепи сопряжений очистных забоев с подготовительными выработками // Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне. М.: Недра, 1977. - С. 131-135.

114. Попов В.Л., Крашкин И.С., Грицаюк Б.И. Проявление горного давления в лавах, оборудованных очистными комплексами // Горный журнал. Известия вузов. 1965. - № 10. - С. 9-14.

115. Николаев Ю.Н., Шерстюк И.И., Пасюк Э.Б. Шахтные испытания способа охраны горных выработок с помощью щелевой разгрузки массива // Шахтное строительство. — 1982. — № 2. С. 24-25.

116. Сорокин В.А., Петровский Б.И:, Калиниченко П.И. Пути снижения потерь калийных солей в межпанельных целиках при столбовых системах разработки // Пути снижения потерь при добыче калийных руд. Л., ВНИИГ, 1978.-С. 18-22.

117. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей: Утв. концерном «БелХИМНЕФТЕПРОМ» 23 ноября 1995. Солигорск-Минск, 1995. - 213 с.

118. Тархов Е.Н;, Юдин Р.Э., Яворский Б.Н. Изучение деформирования подрабатываемой соленосной толщи // Безопасность труда в промышленности. 1979. - № 1. - С. 53-55.

119. Баранов С.Г. Некоторые вопросы взаимодействия механизированных крепей с кровлей // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ : Тр. ВНИМИ. Л., 1969. - Вып. 73; -С. 351-360.

120. Орлов А.А. Взаимодействие механизированных крепей с тяжелой кровлей//Уголь Украины. 1981. -№ 1.-С. 8-10.

121. Петровский Б.И:, Максачев В.И., Романова В.П. Определение характера и параметров вторичных осадок кровли при разработке Старобинского месторождения четырехкомбайновыми лавами // Калийная промышленность. М.: НИИТЭХИМ. - 1981. - № 3. - С. 5-8.

122. Издательство М1ТУ. 2003. - № 10. - С. 24-34.

123. Петровский Б.И. Определение необходимой скорости подвигания( двухслоевых лав по условиям горного давления // Калийная* промышленность: Научн.-техн. реф. сб. М.: НИИТЭХИМ. - 1983. - Вып. 4. -С. 5-8.

124. Дубов Е.Д., Спицын Ю.Г., Поляков В.М. Установление нижнего предела мощности пласта для применения механизированных крепей // Уголь Украины. 1974. - № 12. - С. 14-15.

125. Петровский Б.И., Сорокин В.А. Капнниченко П.И. Исследование проявлений горного давления в четырехкомбайновых лавах // Калийная промышленность: Научн.-техн. реф. сб. — М. : НИИТЭХИМ. — 1979. — Вып. 1.-С. 33-36.

126. Коврижин А.К., Дмитриенко Н.Н. О методе определения нагрузок на механизированные крепи типа ОМКТ // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ : Тр. ВНИМИ. J1., 1969. -Вып. 73.-С. 385-396.

127. Савенко Ю.Ф., Клишин Н.К., Возный Б.В., Борзых А.Ф. Проявление горного давления на концевых участках лавы // Разработка месторождений полезных ископаемых. Киев : Техника. - 1974. - Вып. 35. — С. 8-10.

128. Петровский Б.И. Повышение эффективности управления кровлей в двухслоевых лавах на Старобинском месторождении калийных солей // Материалы, технологии, инструменты. — 2003.— Т.8. — № 4. — С.78-82.

129. Петровский Б.И. Исследование взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами на сопряжениях двухслоевой лавы со штреками // Калийная промышленность: Научн.-техн. реф. сб. М. : НИИТЭХИМ. -1983.-Вып. 5.-С. 14-16.

130. Садыков Н.М. Исследование резких осадок кровли в очистных выработках пологих пластов Донбасса // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ. JI., 1961. - Вып. 40. - С. 112-135.

131. Петровский Б.И., Губанов В.Л. Взаимодействие механизированных крепей с кровлей при разработке Старобинского месторождения калийных солей. — М.: Изд-во МГГУ, 2003. 152 с.

132. Губанов В.А. О механизме обрушения пород кровли при слоевой выемке Третьего калийного пласта // Горная механика. 2002. - № 1 -2.1. С. 6-17.

133. Анализ случаев динамических проявлений основной кровли на призабойное пространство нижних лав при слоевой выемке Третьего калийного пласта / В.А.Губанов, Б.А.Волков, Б.И.Петровский и др. // Горная механика. 1999. - № 2. - С. 12-16.

134. Система контроля опасных обрушений кровли в лавах (СКОК-2) на рудниках ПО «Беларуськалий» / Б.А.Волков, Б.И.Петровский, В.А.Губанов и др. // Горная механика. 1998. - № 1. - С. 15-16.

135. Докукин А.В., Коровкин Ю.А., Яковлев Н.И. Механизированные крепи и их развитие. М.: Недра, 1994. 288 с.

136. Орлов А.А., Баранов С.Г., Мышляев Б.К. Крепление и управление кровлей в комплексно-механизированных очистных забоях. М.: Недра, 1993. -284 с.

137. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых: Учеб. для горных вузов / А.С.Бурчаков, Б.М.Воробьев, К.К.Кузнецов и др.; Под общей ред. А.С.Бурчакова. М.: Недра, 1969.-711 с.

138. Рекомендации по разупрочнению пород основной кровли при слоевой выемке Второго и Третьего калийных пластов: Отчет о НИР (заключит.) / ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ»; Рук. темы В.А.Губанов. -Солигорск, 2001.-46 с.

139. Тарасов В.Г. О характере влияния скорости подвигания очистного забоя на напряженное состояние призабойной зоны угольного пласта. // Вопросы рудничной аэрологии. — 1977. № 5. - С. 134-138.

140. Саламатин А.Г., Мышляев Б.К. Создание механизированных крепей комплексов для выемки мощных пластов // Уголь. — 1996. № 11. — С. 12-16.

141. Грицаюк Б.И., Голубев В.П., Николаев С.В. Совершенствование технологии и создание новых средств механизации очистных работ // Уголь. 1996.-№ 10.-С. 9-12.

142. Мышляев Б.К. О создании Гнпроуглемашем современной очистной техники // Уголь. 1997. - № 4. — С. 39-41.

143. Гетопанов В.Н., Гудилин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные машины и комплексы. М.: Недра, 1991.-241 с.

144. Коровкин Ю.А. Исследование и обоснование основных параметров механизированных крепей для пологих пластов с трудноуправляемой кровлей: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.15.02 / ИГД им. А.А.Скочинского. М., 1974. - 20 с.

145. Коровкин Ю.А. Механизированные крепи очистных забоев / Под. Ред. ЮЛ.Худина.-М.: Недра, 1990. -413 с.

146. Хорин В.Н. Расчет и конструирование механизированных крепей. -М.: Недра, 1988.-255 с.

147. Основные положения применения механизированных комплексов в длинных очистных забоях калийных рудников: Утв. зам. министра хим. промышл. 10.01.77 г. Солигорск, 1977. - 11 с.

148. Временная технологическая инструкция по применению столбовой системы разработки на Старобинском калийном месторождении: Утв. гл. инж. ПО «Беларуськалий» и дир. БФ ВНИИГ 22.08.87. Солигорск, 1987.-31 с.

149. Шмидт К.Л. Применение механизированной крепи в лавах с пневматической закладкой на шахтах компании «БАГ Липне» // Глюкауф. -1984. -№3.-с.18-21.

150. Яковлев Н.И. Практические способы определения тяжести горного давления и контроля несущей способности механизированных крепей. Экспр. информ. / ЦНИЭИуголь. М., 1978. - 47 с.

151. Петровский Б.И. Выбор силовых и конструктивных параметров механизированных крепей для разработки Старобинского калийного месторождения // Материалы, технологии, инструменты. 2003. - Т.8. - №2. -С. 72-75.

152. Н.А.Жданкин, А.А.Жданкин. Геомеханика горных выработок. -Новосибирск : Наука, Сибирское отделение АН СССР. 1990. - 112 с.

153. Шемякин Е.И. Очерки геомеханики // Научные сообщения ИГД им. А.А.СКочинского. М., 1999. - Вып. 313. - С. 7-38.

154. Геомеханическое обеспечение отработки калийных пластов длинными очистными забоями. 4.1. Обоснование к построению модельных расчетных схем / М.А.Журавков, Б.И.Петровский, Ю.Н.Лазуренко, О.В.Стагурова // Горная механика. 2002. - № 1. - С. 9-22.

155. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М. : Недра, 1987. -220 с.

156. Фадеев А.Б., Прегер А.Л. Решение геотехнических задач методом конечных элементов. Томск: Изд. ТГУ, 1993. — 310с.

157. Геомеханические процессы взаимодействия породных и закладочных массивов при отработке пластовых рудных залежей / М.В.Курленя, В.Н.Опарин, А.П.Таксиев, В.В.Аршавский. Новосибирск : Наука, 1977. - 138 с.

158. Эффект самоорганизации искусственных массивов с образованием ячеистых структур в виде пассивного ядра и активной несущей оболочки / М.В.Курленя, В.Н.Опарин, П.Ф.Морозов и др. //Доклады АН СССР. 1992. -т. 323.-№6. - С. 1072-1077.

159. Курленя М.В., Опарин В.Н. Проблемы нелинейной геомеханики. Ч. 1. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — Новосибирск : Наука, Сибирское отд. РАН. 1999. - № 3. - С. 12-26.

160. Эффект зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных горных выработок / Е.И.Шемякин, Г.Л.Фисенко, М.В.Курленя и др. // Доклады АН СССР. 1986. -т. 289. - № 5. - С.1088-1094.

161. Одинцов В.Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород. -М:: ИПКОН РАН; 1996. -С.

162. О расклинивающем эффекте зон опорного давления / М.В.Курленя, В.Н.Опарин, Г.Ф.Бобров и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — Новосибирск : Наука, Сибирское отд. РАН. 1995. - № 4. - С. 78-83*

163. Закладочное хозяйство шахт и рудников / А.Г.Джваршеишвили, В.А.Силагадзе, А.К.Инашвили, Ш.В.Шавунидзе. М.; Недра, 1978. - 280 с.

164. Исследование прочностных и деформационных свойств закладочного массива / Н.С.Кунанбаев, С.Н.Зеленцов, А.Б.Макаров и др. // Горный журнал. -2001. № 5. - С. 36-38.

165. Провести исследования и выдать рекомендации по технологии селективной выемки Третьего калийного пласта на полную мощность одной лавой: Отчет о НИР (заключит.) / ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ; Рук. темы Б.И.Петровский. Солигорск, 1999. - 98 с.

166. Петровский Б.И., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Частичная закладка как способ эффективного управления кровлей при селективной выемке Третьего калийного пласта // Материалы, технологии, инструменты. 2002. - Т.7. - № 4. - G. 86-91.

167. Основные направления совершенствования технологических схем подготовки длинных очистных забоев на рудниках РУП ПО «Беларуськалий» / Б.И.Петровский, П.И.Калиниченко, О.Г.Гринкевич, В.Н.Чужов // Горная механика. 2002. - № 1. - С. 30-36.

168. Петровский Б.И. Разработка пологих пластов лавами на калийных рудниках Республики Беларусь // Минеральные ресурсы и человек : Сб. докл. междунар. научн.-техн. конф., Варна, 17-19 сентября 2002. — Варна : 2002. — Т.Н.-С. 157-162.

169. Петровский Б.И., Зубович B.G. Перспективы применения бесцели-ковой выемки калийных пластов Старобинского месторождения // Горный журнал. 2003. - № 1. - С. 31-34.

170. Копейкин Ю.Д. Расчет элементов конструкций методом потенциала. ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ, 1975. - 148 с. (Препринт ЦНШШРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ).

171. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Методы граничных элементов1 в прикладных науках. М.: Мир. - 1984. — 489 с.

172. Мисников В.А. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных выработок калийных рудников в мелкослоистых породах на больших глубинах. — Автореф. дис. канд. техн. наук. — Тула, 1991. — 17 с.

173. Крепление сопряжений лав со штреками / С.Т.Кузнецов, Б.И.Петровский, В.А.Сорокин, П.И.Калиниченко // Безопасность труда в промышленности. 1981. - № 12. - С. 32-34.