Обґрунтування методики визначення місцезнаходження областей локалізації геодинамічних явищ при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів

4.Встановлено, що межі тимчасової порожнини, що утворюється під зависаючим міцним шаром пісковику, визначаються за рівнем інтенсивності вивільнення потенційної енергії, безрозмірний показник якої перевищує 0,3-0,4, а розміри порожнини визначаються ступенем перевищення показника вказаного рівня.

5. Показано, що на висоті до 50 м від очисного вибою сейсмічні імпульси, що виникають при обваленні зависаючих за лавою, яка рухається, міцних породних шарів, помітно концентруються біля краєвих частин виробленого простору лави, оскільки вони генеруються уздовж виїмкових штреків обваленням зависаючих бічних консолей породних шарів. Проте вище 50-80 м над пластом просторовий розподіл сейсмічних подій стає більш рівномірним і залежить вже від будови товщі і її міцності, а також від конфігурації суцільного виробленого простору. 

6.Встановлено, що вплив конфігурації суцільного виробленого простору позначається у тому, що при відпрацюванні лави, яка примикає до раніше виробленого простору, зависання міцних породних шарів з подальшим їх обваленням і звільненням значної потенційної енергії змінюють місцеположення залежно від величини відходу лави від розрізної печі. При відході лави на відстань, рівну приблизно її довжині перше масштабне зависання з подальшим обваленням відбувається над середньою частиною виробленого простору. При подальшому відході основні зависання зміщуються до раніше виробленого простору. 

7.Розроблена методика оконтурення (локалізації) меж порожнин, що тимчасово виникають під зависаючими міцними порідними шарами на стадії активних зсувів товщі, яка підроблюється. Методика передбачає обчислення розподілу інтенсивності вивільнення потенційної енергії. Межі порожнин ідентифікуються величиною критичної інтенсивності, яка визначається при відході лави від розрізної печі, рівній її довжині, в точках, де діюче еквівалентне напруження дорівнює або більше допустимої межі міцності порід на розтягування в масиві порід. 

8.Розроблена методика прогнозу місцеположення тимчасових порожнин розшарування в підробленому масиві порід за інтенсивністю вивільнення потенційної енергії упроваджена на шахті “Красноармійська-Західна №1” при визначенні раціонального місця розташування свердловин дегазації, що буряться з земної поверхні. Це дозволило забезпечити необхідну ефективність роботи свердловин і збільшити безпеку гірничих робіт з видобутку вугілля.

 

 

1.Звягильский Е.Л., Бокий Б.В., Папазов Н.М., Назимко Е.В., Бугара М.И., Коломиец В.А., Грищенков Н.Н. Динамика сдвижений земной поверхности при больших скоростях подвигания очистных забоев // Проблеми гірського тиску. – Донецк: ДонНТУ. – 2003. - № 9. - С. 189-212.

2. Байсаров Л.В., Ильяшов М.А., Назимко Е.В. Исследование закономерностей активизации сдвижений земной поверхности при развитии очистных работ // Науковий вісник НГУ. – 2004. - №37. – С 23-29.

3. Назимко Е.В. Динамические проявления сдвижений над длинными очистными забоями при больших темпах их подвигания // Наукові праці Донецького національного технічного університету, серія гірничо-геологічна – Донецьк: ДонНТУ. - 2005. - вип. 72. – С. 12-21.

4. Назимко К.В. Оцінка зон мульди зрушень по ступеню сейсмічності над очисним вибоєм, що рухається // Проблеми гірського тиску. – Донецк: ДонНТУ. – 2005. - № 13. - С. 189-212.

5. Назимко К.В. Зв’язок динамічних зрушень земної поверхні з порожнинами, в яких накопичується метан // Труды Международной технической конференции “Проблемы безопасной работы горных предприятий”. – Макеевка: МакНИИ, 2004. – С. 95-96.

6. Назимко К.В. Модель сейсмічних проявів зрушень земної поверхні над очисним вибоєм, що рухається // Сборник научных трудов XV Международной научной школы “Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках” - Симферополь: ТНУ, 2005. – С. 23-27.

7.Назимко К.В. Динамічні явища при осіданні підробленого масиву гірських порід // Тези доповідей на Міжнародній науково-технічній конференції „Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості-2005”. – Кривий Ріг: КТУ. - 2005. – С. 14.

Особистий внесок здобувача в роботах, написаних у співавторстві: [1,2] - постановка задачі, результати інструментальних спостережень, математичне моделювання зсувів, аналіз результатів досліджень.

 

 

Назимко К.В. Обґрунтування методики визначення місцезнаходження областей локалізації геодинамічних явищ при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.09 - “Механіка грунтів та гірських порід”. - Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2006.

У дисертації на основі встановлення закономірностей вивільнення потенційної енергії в процесі підробки порідних масивів, що містять міцні шари пісковиків вирішена актуальна науково-технічна задача визначення місцеположення областей локалізації геодинамічних явищ при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів, що має важливе значення для вугільної промисловості для підтримання безпеки очисних робіт на газонасичених пластах.

Одержала розвиток модель динамічних зсувів та розрахунку інтенсивності вивільнення потенційної енергії масиву порід, що підроблюється. Розроблена та впроваджена методика розрахунку інтенсивності вивільнення потенційної енергії для визначення раціонального місця розташування свердловин дегазації, що буряться з земної поверхні. 

Ключові слова: зона активних зсувів, розподіл інтенсивності вивільнення потенційної енергії, порожнини розшарування.

 

 

Назимко Е.В. Обоснование методики определения местоположения областей локализации геодинамических явлений при интенсивной отработке угольных пластов – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.09 – “Механика грунтов и горных пород”. – Национальный горный университет, Днепропетровск, 2006.

В диссертации на основе установления закономерностей высвобождения потенциальной энергии в процессе подработки породных массивов, содержащих прочные слои песчаников решена актуальная научно-техническая задача определения местоположения областей локализации геодинамических явлений при интенсивной отработке угольных пластов, что имеет важное значение для угольной промышленности с точки зрения обеспечения безопасности очистных работ на газонасыщенных пластах.

Получила развитие модель динамических сдвижений подрабатываемой толщи горных пород с учетом выделяющейся сейсмической энергии. При этом предложена новая формула для расчета интенсивности высвобождения потенциальной энергии подрабатываемого массива горных пород, которая пропорциональна эквивалентным напряжениям в изгибающемся прочном породном слое и скорости нарастания этого напряжения, являющегося функцией нормальных и касательных напряжений, действующих в этом слое. 

Границы образующейся временной полости под зависающим прочным слоем песчаника определяются по уровню интенсивности выделения потенциальной энергии, безразмерный показатель которой превышает 0,3-0,4, а период зависания породных слоев длится от 15 суток до 1,6 месяца. При отходе лавы на расстояние, равное примерно ее длине, первое масштабное зависание с последующим обрушением происходит над средней частью выработанного пространства. При дальнейшем отходе основные зависания смещаются к ранее выработанному пространству. 

Достоверность выводов и рекомендаций подтверждается использованием современных моделей механики необратимых деформаций подрабатываемого массива и теории прочности горных пород. Измеренные и расчетные показатели сдвижений породного массива и концентрации напряжений, действующих в зоне влияния очистных работ совпадают с погрешностью, которая не превышает 25% при надежности 95%. Достоверность прогноза полостей расслоения по интенсивности высвобождения потенциальной энергии подрабатываемого массива подтверждается эффективностью работы дегазационной скважины, а также совпадением периодов интенсивного проявления ВПЭ с периодами активности сейсмоакустической эмиссии, измеренной с помощью аппаратуры ЗУА. 

Разработанная методика расчета интенсивности высвобождения потенциальной энергии внедрена на шахте “Красноармейская-Западная №1” при определении рационального места заложения дегазационных скважин, буримых с земной поверхности. Это позволит обеспечить необходимую эффективность работы скважин и увеличить безопасность горных работ по добыче угля.

Ключевые слова: зона активных сдвижений, распределение интенсивности высвобождения потенциальной энергии, полости расслоения.

 

 

Nazimko K.V. Substantiation of a procedure for location rock mass geodynamic behavior during intensive coal seam extraction – Manuscript.

Dissertation for seeking scientific degree candidate of engineering science on specialty 05.15.09 – “Rock and ground mechanics”. National Mining University. Dnipropetrovsk, 2006. 

New scientific problem has been solved as a result of findings in process of potential energy transformation due to undermining of rock mass that contains hard sandstone layers. A new method was developed to locate areas of geodynamic behavior due to coal seams intensive extraction. This is very important for safety improvement in Ukrainian coal industry. 

New geodynamic model has been developed that describes intensity of potential energy relief from undermined rock mass. Method for calculation of potential energy transformation intensity has been introduced and tested to provide optimal location of degassing well that has been planned to drill from the surface. 

Key words: area of active rock mass movement, distribution of potential energy transformation intensity, caving, lamination.