Охорона виїмкових штреків у виробленому просторі за суцільної системи розробки в умовах Червоноармійського району Донбасу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

 

МОРОЗОВ Іван Тимофійович

 

УДК 662. 268. 6: 622. 016. 347

 

 

Спеціальність: 05. 15. 02 – Підземна розробка родовищ корисних копалин

 

 

Дніпропетровськ – 1998

 

Робота виконана в Національній гірничій академії України

Міністерства освіти України

Науковий керівник доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри економіки підприємства Національної гірничої академії України ПОНОМАРЕНКО Павло Іванович.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри підземної розробки родовищ корисних копалин Донецького технічного університету САПИЦЬКИЙ Костянтин Федорович кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу управління динамічними проявленнями гірського тиску Інституту геотехнічної механіки НАН України КУРНОСОВ Анатолій Тимофійович.

Провідна установа – Донецький вугільний державний інститут Міністерства вугільної промисловості України

Захист відбудеться 21 січня 1999р о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08. 080. 03 по захисту дисертацій при Національній гірничій академії України (320027, м. Дніпропетровськ -27, пр. К. Маркса, 19) 

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національної гірничої академії України (320027, м. Дніпропетровськ -27, пр. К. Маркса) Автореферат розісланий 21 листопада 1998р

 

 

Актуальність теми. 

Вугільна промисловість України знаходиться в глибокій кризі. За період з 1990 по 1997 роки обсяг видобутку вугілля зменшився в 2. 2 рази (з 164. 8 до 75 млн. т). Низька продуктивність праці і висока собівартість вугілля українських шахт – основні причини його невисокої конкурентоспроможності не тільки на світовому ринкові, але й всередині країни. 

Шахтний фонд України дуже старий. Переважна більшість вугільних шахт експлуатується понад 30 років, а половина усіх шахт – понад 50 років. Реконструкція шахт проводилась більш ніж 20 років тому. 

Стратегічною задачею вугільної промисловості України є реструктуризація галузі, що розпочалася, однак, темпи її низькі. Через вкрай важкий стан усієї економіки Україна не може найближчим часом забезпечити великомасштабні роботи з реконструкції вугільних шахт та швидкому закриттю тих з них, чия подальша експлуатація недоцільна. 

В економічних умовах, що склалися, головною задачею наступних років повинно стати дослідження шляхів, які дозволять поліпшити стан галузі системою міроприємств з мінімальними капітальними вкладеннями. Раціональна підготовка і відробка виїмкових полів в умовах діючих шахт – одне з таких міроприємств. 

Стовпова система розробки, що повсюдно застосовувалась раніше, при переході гірничих робіт на більші глибини почала втрачати свої переваги як через значний розрив у часі між завершенням відробки виїмкових стовпів і підготовкою нових, так і через низьку стійкість виїмкових штреків. 

Як наслідок – значні матеріальні і трудові витрати на перекріплення штреків попереду лав, стримування посування останніх, значне зростання вартості вугілля та погіршення інших техніко-економічних показників очисних вибоїв. 

Тому зі збільшенням глибини проведення гірничих робіт, з переходом до відробки малопотужних та особливо викидонебезпечних пластів спостерігається стійка тенденція заміщення стовпової системи розробки суцільною. Однак, пряме перенесення досвіду 50-60 рр., коли ця система розробки широко застосовувалась, неможливе, бо з тими параметрами системи (незначні розміри виїмкових полів, лав), низькій механізації очисних і закладних робіт, існуючих способах охорони штреків і т. ін. вона буде просто неконкурентоспроможною. За нинішних умов довжина виїмкового стовпа і довжина лави повинні бути такими, як за стовпової системи розробки, тобто строк існування виробок у виробленому просторі в порівнянні з 50-60 рр. значно зростає. Тому задача охорони виїмкових штреків у виробленому просторі за суцільної системи розробки зараз дуже актуальна. 

Мета – установлення закономірностей розподілу напружень і зміщень навколо підготовчих виробок в розвантаженій зоні і розробка на їх основі способів забезпечення стійкості та безремонтної підтримки штреків у виробленому просторі за суцільної системи розробки. 

Для її досягнення були поставлені наступні задачі: 

Дослідити сучасні тенденції підземної розробки вугільних пластів Донбасу та установити перспективи застосування суцільної системи розробки. 

Обгрунтувати та розробити економіко-математичну модель і виконати розрахунок параметрів суцільної системи розробки. 

Розробити метод розрахунку кількості збійок за суцільної системи розробки з трьома виїмковими штреками. 

Дослідити вплив параметрів закладної смуги на стійкість виробки, що охороняється за суцільної системи розробки. 

Дослідити несучу здатність кріплення виїмкових штреків, що охороняється у виробленому просторі. 

Дослідити в промислових умовах вплив механізованої закладки закріпного простору пустою породою на зміщення контура виробки. 

Експериментально обгрунтувати можливість використання порід Червоноармійського району Донбасу як закладного матеріалу. 

Методи дослідження. 

Аналіз напружено-деформованого стану (НДС) породного масиву числовими методами, візуальні спостереження та натурні виміри зміщень контура виробки, промислові випробування механізованого способу закладки пустою породою, лабораторні дослідження властивостей закладного матеріалу. 

Наукові положення, що захищаються у дисертації: 

1. Безремонтна підтримка відкотного проміжного штрека, пройденого слідом за лавою в розвантаженій зоні, досягається його охороною закладною смугою шириною 20-22 м за модуля пружності Е3  0. 1 від модуля Юнга породи покрівлі і механізованою закладкою закріпного простору подрібненою породою. 

2. Аркове кріплення з спецпрофілю СВП-22,