Обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах захiдного Донбасу

 

 

Дисертацiя є закiнченою науково-дослiдною роботою, в якiй вирiшена актуальна наукова i практична задача обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах Захiдного Донбасу шляхом реалізацiї висхiдного порядку їх вiдробки.

При вирiшеннi цiєї задачi використаний комплексний метод, який включає аналiз, узагальнення науково-технiчних досягнень в областi розробки зближених пластiв, шахтний експеримент, фiзичне та математичне моделювання, спiвставлення результатiв комплексних дослiджень з даними дослідно-промислової перевiрки обгрунтованих рекомендацiй i узагальнення виробничого досвiду.

Основнi науковi i практичнi результати виконаних дослiджень полягають в наступному.

1. Останнім часом надто зближенi пласти, як правило, розробляються в низхiдному порядку. Встановлена нормативними документами межа пiдробки, яка дорiвнює шестикратнiй потужностi пiдроблюючого пласта, для специфiчних умов Захiдного Донбасу є перебiльшеною. При цьому немає чiткого обгрунтування мiсця розташування пiдготовчої виробки, яке в умовах великого зближення пластiв істотно залежить вiд потужностi порiд мiжпластя, структури, фiзико-механiчних властивостей порiд i вугiльних пластiв, почерговостi їх вiдробки та ін.

2. В умовах шахт Захiдного Донбасу пiдроблений з кратнiстю 3, 2 i бiльше верхнiй надто зближений пласт попадає в зону плавних прогинань i упорядкованих опускань порiд, зберiгає свою цiлiснiсть; а в необрушених породах мiжпластя виникають технологiчнi трiщини, якi закiнчуються бiля пласта. Дякуючи цьому, створюються умови, якi дозволяють вести подальшу розробку верхнього пласта.

3. Визначенi параметри зони розвантаження вiд погашеної пiдготовчої виробки по пiдроблюючому надто зближеному пласту. Встановлено, що максимум опорного тиску знаходиться в планi вiд цiєї виробки на вiдстанi 9 – 10 м, а зона розвантаження сягає до 4 – 5 м. Для рацiонального мiсця розташування пiдготовчої виробки по пiдробленому пласту рекомендується та область зони розвантаження, де вiдсутнi значнi руйнування порiд, тобто на вiдстанi бiля 1 м в планi вiд погашеної виробки нижнього пласта.

4. Встановлено, що умови розробки надто зближених пластiв в висхiдному порядку бiльш сприятливi. Це обумовлено захисною, екрануючою дiєю верхнього пласта, який представлений міцним вугiллям, при першочерговiй вiдробцi нижнього пласта.

5. Визначено, що вплив глибини закладення пiдготовчої виробки по верхньому надто зближеному пласту на здiймання порiд пiдошви в ній бiльш значний, нiж збiльшення потужностi порiд мiжпластя. Зi змiною глибини розробки вiд 300 до 600 м величина здiймання збiльшується в 2, 5-1, 5 рази, проти 2-1, 2 рази при змiнi потужності порiд мiжпластя вiд 4 до 10 метрiв, вплив якої обмежений 6-7 метрами.

6. Обгрунтованiсть i достовiрнiсть наукових положень, висновкiв i рекомендацiй пiдтверджується достатньою збiжнiстю результатiв аналiтичних, експериментальних дослiджень i математичного моделювання, позитивними даними дослiдно-промислової перевiрки запропонованих рiшень та узагальнення виробничого досвiду розробки свит пластiв на шахтах Захiдного Донбасу, використанням загально визнаних методiв математичного i фiзичного моделювання, якi забезпечують достовiрнiсть результатiв з похибкою не бiльше 20%.

7. Розробленi i впровадженi рекомендацiї по вибору мiсця закладення 904-го бортового штрека на шахтi «Захiдно-Донбаська» ДХК « Павлоградвугiлля «. Обгрунтованi в роботi рекомендацiї дозволили на шахтi додатково добути 438, 8 тис. тонн вугiлля, яке вважалось по дiючим нормативним документам безповоротньо втраченим. Це на 3, 5 мiсяцi продовжує термiн дiї горизонту i пiдвищує ефективнiсть капiтальних вкладень. Вiдвантаження цiєї кiлькостi вугiлля споживачевi по вiдпускнiй цiнi 55 грн. /т забезпечує шахтi отримання 24, 1 млн. грн.

 

 

1. Колоколов О. В., Лубенец Н. А., Халимендик Ю. М. О порядке отработки весьма сближенных пластов в слабых вмещающих породах // Уголь Украины. – 1994. – N 1. – С. 10-13.

2. Колоколов О. В., Лубенец Н. А. Эффективная технология разработки весьма сближенных пластов в Западном Донбассе // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М: МГГУ, 1997. – С. 168-171.

3. Колоколов О. В., Лубенец Н. А. О сдвижении подработанной толщи при отработке весьма сближенных пластов на шахтах Западного Донбасса // Современные пути развития маркшейдерско-геодезических работ на базе передового отечественного и зарубежного опыта: Сб. научн. труд. – Днепропетровск, 1997. – С. 67-72.

4. Колоколов О. В., Лубенец Н. А. Ресурсо- и энергосберегающая технология разработки сближенных пластов в Западном Донбассе // Ресурсосбережение и экология промышленного региона / Донбасская ГАСА. – Макеевка, 1995. – С. 87.

5. Колоколов О. В., Лубенец Н. А. Эколого-экономические проблемы разработки сближенных пластов в Западном Донбассе // Эколого-экономические проблемы разведки, разработки и обогащения полезных ископаемых Украины. – Днепропетровск, 1997. – С. 102-103.

6. Кухарев В. В., Лубенец Н. А. Оценка эффективности применения рулонной крепи при безлюдной выемке весьма тонких крутых пластов // Разработка и обогащение рудных и нерудных месторождений при их комплексном освоении: Сб. научн. труд. – М. : ИПКОН АН СССР, 1988. – С. 54-55.

7. Патент 1838616 СССР. Способ охраны пластовой горной выработки от влияния очистных работ / Колоколов О. В., Лубенец Н. А. (Украина). – Опубл. 30. 08. 93; Бюл. N 32.

8. Патент 2046948 РФ. Способ охраны пластовых магистральных штреков / Колоколов О. В., Кузьменко А. М., Бойченко В. Н., Шмиголь А. В., Халимендик Ю. М., Лубенец Н. А. (Украина). – Опубл. 27. 10. 95; Бюл. N 30.

9. Патент 4560 (Україна). Спосiб охорони пластової гiрничої виробки вiд впливу очисних робiт / Колоколов О. В., Лубенець М. О. (Україна). – Опубл. 28. 12. 94; Бюл. N 7-1.

10. Патент 4561 (Україна). Спосiб охорони пластових магiстральних штрекiв / Колоколов О. В., Кузьменко О. М., Бойченко В. М., Шмиголь А. В., Халимендик Ю. М., Лубенець М. О. (Україна). – Опубл. 28. 12. 94; Бюл. N 7-1.

Особистий внесок автора в роботи, опублiковані в спiвавторствi, полягає в слiдуючому: /1, 2, 3, 4, 5/ – виконання теоретичних розробок, формулювання задач дослiджень, проведення аналiтичних, шахтних дослiджень i математичного моделювання, обробка, аналiз i узагальнення одержаних результатiв; /6/ – оцiнка ефективностi розробки дуже тонких пластiв; /7, 8, 9, 10/ -аналiтичнi, теоретичнi дослiдження, математичне моделювання, обробка, аналiз i узагальнення одержаних результатiв.

 

 

Лубенець М. О. Обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах Захiдного Донбасу. – Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата технiчних наук по спецiальностi 05. 15. 02 – Пiдземна розробка родовищ корисних копалин. – Нацiональна гiрнича академiя України, Днiпропетровськ, 1999.

Дисертацiя присвячена обгрунтуванню можливостi ефективної розробки надто зближених пластiв Захiдного Донбасу в висхiдному порядку.

В результаті аналітичних, лабораторних та шахтних досліджень визначенi закономiрностi здвигання пiдробленої товщi і прояву гірського тиску в виробках при розробцi надто зближених пластiв, обгрунтованi рацiональна черговiсть, мiсце закладення виймальних штрекiв на пiдробленому пластi.

Ключовi слова: надто зближений пласт, висхiдний i низхiдний порядок вiдробки пластiв, потужнiсть пласта i порiд мiжпластя, пiдготовчi виробки, прояви гiрського тиску, зона опорного тиску i зона розвантаження, стiйкiсь виробки, фiзичне та математичне моделювання.

 

 

Лубенец Н. А. Обоснование рациональных параметров подготовки весьма сближенных пластов на шахтах Западного Донбасса. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 15. 02 – Подземная разработка месторождений полезних ископаемых. – Национальная горная академия Украины. – Днепропетровск, 1999.

Диссертация посвящена обоснованию возможности эффективной разработки весьма сближенных угольных пластов Западного Донбасса в восходящем порядке.

Проведенный анализ состояния вопросов разработки весьма сближенных пластов показал, что в настоящее время они, как правило, разрабатываются в нисходящем порядке. Установленный нормативными документами, действующими в отрасти, предел допустимой подработки, равный шестикратной мощности подрабатывающего пласта, для специфических условий Западного Донбасса является завышенным. При этом нет четкого обоснования места заложения подготовительной выработки, которое в условиях высокой сближенности пластов существенно зависит от мощности пород междупластья, структуры, физико-механических свойств пород и угольных пластов, очередности отработки пластов.

В результаше аналитических, лабораторных и шахтных исследований установлено:

1. В условиях шахт Западного Донбасса подработанный с кратностью подработки 3, 2 и более весьма сближенный пласт сохраняет свою целостность, что позволяет вести его последующую разработку.

2. Более благоприятные геомеханические условия разработки весьма сближенных пластов обеспечиваются при восходящем порядке, что обусловлено защитным, экранирующим воздействием верхнего пласта.

3. Влияние глубины заложения подготовительной выработки верхнего сближенного пласта на пучение пород почвы в ней более существенно, чем влияние мощности пород междупластья: с удвоением глубины разработки от 300 до 600 метров пучение пород почвы выработки увеличивается в 2, 5-1, 5 раза, против 2-1, 2 раза при изменении мощности пород междупластья от 4 до 10 м, влияние которой ограничено 6-7 метрами.

4. Область зоны разгрузки от погашенной подготовительной выработки по подрабатывающему весьма сближенному пласту, в которой рационально закладывать подготовительную выработку, находится в плане от погашенной выработки на расстоянии 1-5 метров.

Результаты проведенных исследований позволили расширить предел допустимой подработки весьма сближенного пласта до 3, 2 мощности подрабатывающего пласта и решить задачу определения рационального места заложения подготовительной выработки по подработанному пласту, которая должна быть расположена на расстоянии около одного метра в плане от погашенной выработки по нижнему пласту.

Обоснованные в работе рекомендации позволили на шахте «Западно-Донбасская» ГХК «Павлоградуголь» дополнительно извлечь 438, 8 тыс. тонн угля, который по действующим нормативным документам считался безвозвратно утраченным. Это на 3, 5 месяца продлевает срок службы горизонта и повышает эффективность капитальных вложений.

Ключевые слова: весьма сближенный пласт, восходящий и нисходящий порядок отработки пластов, мощность пласта и пород междупластья, подготовительные выработки, проявления горного давления, зона опорного давления и зона разгрузки, устойчивость выработки, физическое и математическое моделирование.

 

 

Lubenets N. Substantiation of rational parameters of rather contiguous seams preparation in Western Donbass mines. – Manuscript.

Thesis for degree of candidate of technical sciences on speciality 05. 15. 02 – “ Underground mining “ – National mining university of Ukraine. – Dnepropetrovsk, 1999.

The thesis is devoted to a substantiation of an opportunity of effective development of rather contiguous seams in Western Donbass in the ascending order.

As a result of analytical, laboratory and mine resarches laws of displacement of overlaying rocks and rock pressure manifestation in workings under development of rather contiguous seams are established, rational sequence, place of extraction drifts on overlaying seam are based.

Key words: rather coutiguous seams, ascending and the descending order of mined-out layers, thickness of seams and rocks between the layers, preparatory developments, display of mine pressure, of hight pressure and release zones, working stability, physical and mathematical modeling.