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

Далі були підсумовані прямі та непрямі збитки по кожному варіанту. Величина збитків й приймалась за критерiй раціональності за стійкістю підготовлюючих виробок при відробленні ціликів. Як бачимо цей критерій комплексно враховує проблеми від погіршення стану підготовлюючих виробок з економічної точки зору, що особливо актуально у нових економічних умовах. Були також визначені питомі збитки, що відносяться на 1 погонний метр підготовлюючих виробок. У таблиці наведені результати розрахунків щодо усіх варіантів. Як ми бачимо з таблиці їх величини можуть досягати 30 грв/п. м та більше. 

Як третю складову критерію було прийнято збитки від залишення вугілля у охоронних ціликах. Вони оцінювалися за ціною вугілля що залишається. Як відомо ціна вугілля сильно змінюється у залежності від його якості: зольність, наявності сірки, вологості та ін. Для можливості порівняння для усіх варіантів було прийняте вугілля з товарною ціною що дорівнює 45, 87 гривні/ тонну.

 

Таблиця

Питомі збитки від погіршення стану підготовлюючих виробок

 

При веденні робіт на одному пласті (перші вісім варіантів) оцінці підлягали цілики, що залишаються у зоні розвантаження, у якій розташовані підготовлюючі виробки. При веденні робіт на зближених пластах (варіанти 9-16) до обліку приймалося вугілля, що залишається у охоронних ціликах розташованих на верхньому пласті. Розрахунки показали, що вугілля у ціликах може бути залишеним на суму до 2 млн. гривень. Були визначені також питомі збитки на 1 погонний метр лави. У результаті розрахунків видно, що вони можуть досягати величин 10, 5 тис. грв/п. м лави. Таким чином ми бачимо, що збитки від залишення вугілля у ціликах можуть значно перевищувати збитки від погіршення стійкості виробок. 

На останньому етапі визначення переваги застосування того чи іншого варіанту був отриманий комплексний критерій раціональності. Застосований комплексний критерій за методом рангових сум, який нормувався таким чином. По кожному з розрахованих критеріїв найменше його значення приймалося за 0%, а найбільше за 100%. Значення останніх результатів пропорційно перераховувалися на цей інтервал. Потім в кожному варіанті сумувалися процентні значення за кожним окремим критерієм. У цих процентних показниках найбільше значення приймалося за 100%, а найгірше – за 0%. Останні результати перераховуються у процентні значення відносно кращого (100%). В пiдсумку отримується комплексний критерій раціональності застосування того чи іншого способу відробки ціликів у підготовлюючих виробок – рис. 3. Такий підхід гарантує рівноцінність врахування як усіх геомеханічних, так і економічних компонент комплексного критерію. 

При виборі та розрахунку окремих критеріїв та комплексного критерію вдалося виробити підхід, що дозволяє з різних кутів зору оцінити ті чи інші варіанти відробки ціликів у підготовлюючих виробках. Ми бачимо суперечність та складність проблеми, що розглядається. Так, наприклад, варіант 10 має один з найкращих частковий критерій раціональності за стійкістю виробок, але дуже низький сумарний критерій (рис. 3). Навпаки, варіант 15 має низький критерій стійкості виробок, але одне з найбільших значень сумарного критерію (рис. 3). 

Промислова перевірка способів доробки ціликів вугілля була проведена на шахті “Південо-Донбаська №1” при доробці виїмкових стовпів 19-ї західної лави та 51-ї східної лави. 

У першому випадку роботи велися на пласті с13. Лава, що відробляла виїмковий стовп, накатувалася на комплекс підготовлюючих виробок. Кут між спрямуванням руху лави та віссю підготовлюючих виробок дорівнював 40. Виходячи з необхідності збереження комплексу підготовлюючих виробок та виймання максимальної кількості вугілля з ціликів був обраний варіант доробки виїмкового стовпа з інтервальним скороченням очисного вибою. Цей варіант забезпечував гарні показники по критерію стійкості підготовлюючих виробок. При роботі лави її довжина була ступінчато зменшена з 215 м до 125 м й далі до 115 та 90 м. Різна величина зменшення лави була зумовлена різними технологічними труднощами, до яких в першу чергу треба віднести складні умови підтримання залишеної частини лави. При доробці виїмкового стовпа були проваджені заміри приросту гірського тиску у цілику за допомогою гідравлічних датчиків. Їхні результати наведені на рис. 4. Вони показали достатню збіжність з проведеним попереднім моделюванням цієї ситуації з точністю до 25%. У результаті доробки виїмкового стовпу по цій методиці додатково було видобуто 15 тис. тонн вугілля та збережений вузол підготовлюючих виробок. 

У другому випадку проведена надробка 51-ю східною лавою східного польового дренажного та східного польового конвейєрного штреків гор. 480 м у кордонів двох диз’юнктивних порушень. Вибір цього варіанту обумовлювався діючим станом економіки шахти. Головним пріоритетом у цьому випадку була максимально допустиме виймання с11, що є найбільш потужним (1, 7 м). Втрати вугілля у ціликах на цьому пласті найбільш помітні та болючі для шахти. Окрім того, у цьому випадку було важливим забезпечити стійкість покрівлі у очисному вибої, яка сильно валилася у привибійний простір. 

Варіант 11 забезпечує максимально можливу величину найбільш приоритетного часткового критерію за втратами вугілля (100%), достатньо добре значення часткового критерію по вивалах покрівлі (біля 60%) та повільне значення комплексного критерію (більш 50%). Тому й був прийнятий варіант