Геомеханічне обгрунтування раціональних технологічних схем відробки кінцевих дільниць вийомочних стовпів на інтенсивно порушених дільницях шахтних полів

2. На основі зіставлення діючих напружень у покрівлі з її міцністю уперше показано, що кращий критерій стійкості покрівлі у очисній виробці (2, 19) спостерігається при фронтальній надробці виробок поодинокою лавою з малим відходом від розрізної печі та при відході поодинокої лави верхнього пласту (1, 83). Варіанти відходу лав дають кращі показники стійкості покрівлі, ніж варіанти накатів лав. 

3. Вперше розроблений комплексний критерій, що узагальнює три самостійні компоненти: повноти виймання крайової частини виїмкової дільниці, стійкості покрівлі у очисному вибої та стійкості підготовлюючих виробок. Цей критерій використовується для оцінки технології відробки ціликів та кінцевих частин виїмкових стовпів та полів при вільній орієнтації їх кордонів. Найбільш кращими варіантами за комплексним критерієм слід визнати у групі ведення робіт на одному пласті – варіанти відходу лав з розгортанням та варіанти роботи поодинокими лавами. У групі ведення робіт на суміжних пластах кращими за комплексним критерієм є варіанти фронтальної надробки лавою у любому напрямі. 

4. Встановлена особливість співвідношення часткових критеріїв раціональності доробки кінцевих виїмкових дільниць, що відрізняється їхньою суперечністю та складним взаємосполученням, коли при високому значенні комплексного критерію (більше 60-70%) окремі складові його можуть мати величину нижче 50%. Тому вибір раціонального варіанту повинен вироблятися з урахуванням конкретної ситуації, включаючи економічну доцільність. Встановлені зв’язки між окремими та комплексним критеріями раціональності призначені для оперативного рішення цієї проблеми. 

Обгрунтованість та достовірність основних результатів роботи підтверджена інструментальними спостереженнями за станом покрівлі у очисних вибоях та станом гірничих виробок у натурних умовах, позитивними результатами застосування рекомендацій на шахтах ДХК “Донвугілля” та задовільною збіжністю розрахованих різними методиками напружень (проявів гірського тиску) з шахтними спостереженнями у межах 25%. 

Практичне значення здобутих результатів міститься у встановлені величини комплексного критерію раціональності відробки кінцевих частин виїмкових дільниць та його складових частин, застосованих для обгрунтування раціональних планувань ведення гірничих робіт при відробці порушених шахтних полів. 

Реалізація висновків та рекомендацій роботи впроваджена на шахті “Південно-Донбаська №1” у два етапи: 1) при ступінчатій доробці виїмкового стовпа 19-ї західної лави пласта с11 для більш повного видобування вугілля у підготовлюючих виробок з збереженням стійкості останніх; 2) при надробці східних польових штреків горизонту 480 м 51-ю східною лавою. В обох випадках проваджене видобування частково (перший випадок) або повністю (другий) ціликів, які були призначені спочатку для охорони підготовлюючих виробок, з збереженням стійкості останніх. 

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи обговорювалися та отримали підтримку на міжнародній конференції по геомеханіці “Ground Control in Mining” (Golden Colorado, США, 1996), міжнародному симпозіумі “Тиждень гірника 98, 99” (Москва, 1998, 1999), міжнародній науково-практичній конференції “Гірничі промисловість та наука на початку III тисячоліття” (Алчевськ, 1999). Окрім того, окремі положення роботи доповідалися на засіданнях науково-технічних рад ДХК “Донвугілля” та “Павлоградвугілля”, вченій раді ДГІ, а також на щорічних наукових конференціях ДонДТУ по розгляду закінчених науково-дослідницьких робіт. 

Публікації основних положень дисертації впроваджені у 6-х статях спеціалізованих наукових журналів. 

Структура роботи: дисертація містить вступ, висновки, 5 розділів, 3 додатки. Приведена у формі рукопису на 186 стор. тексту й вміщує 51 рисунок на 45 стор., 8 таблиць на 20 стор. та 27 стор. додатків, а також список використаних джерел з 124 найменувань. 

Автор висловлює подяку професору Назимко Є. І. за консультації та допомогу при написанні дисертації та проведенні комп'ютерного моделювання розподілу гірського тиску, а також інженеру Іванову І. Є. за допомогу у проведенні шахтних інструментальних спостережень та обробці результатів. Автор висловлює також глибоку вдячність інженерно-технічному персоналу шахти «Південно-Донбаська №1» за сприяння при впровадженні результатів досліджень. 

 

 

У порушених шахтних полях правильне планування очисних робіт проваджувати дуже важко із-за різної орієнтації підготовлюючих виробок та кордонів шахтних полів (або їх частин). Тому очисні вибої підходять до головних виробок не під прямим кутом. При доробці таких виїмкових стовпів біля підготовлюючих виробок залишаються охоронні цілики неправильної форми (трикутникової, трапецієвидної та іншої). У цих ціликах втрачаються значні запаси вугілля. Окрім цього цілики є концентраторами гірського тиску, який у свою чергу приводить до погіршення стану покрівлі у очисних вибоях. Завдяки цьому вiдбувається підвищення вивалоутворення у очисному вибої, підвищення травматизму, зниження швидкості посування очисного вибою та загальне зниження продуктивності праці, а також необгрунтовано залишається вугілля у ціликах. 

Для вирішення проблеми нестикування виїмкових стовпів та підготовлюючих виробок використовують різні нетрадиційні способи роботи комплексів. Проведений аналіз наукової літератури засвідчив, що найбільше розповсюдження здобули: розгортання комплексу на 180, поворот комплексу на визначений кут, ступінчате скорочення та нарощування лави. Вони застосовуються не тільки у країнах СНД, але й також за кордоном. Але у процесі доробки кінцевих частин виїмкових стовпів виникає комплекс суперечних проблем, які заважають вибору раціонального варіанту доробки. Так з точки зору повноти виймання запасів слід прагнути доробити виїмкову дільницю повністю. Однак це суперечить геомеханічним вимогам, згідно з якими потрібно забезпечити стійкість покрівлі у очисних вибоях та стійкість підготовлюючих виробок. Одною з найважливіших є проблема стійкості