Обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах захiдного Донбасу

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ УКРАЇНИ

НАЦIОНАЛЬНА ГIРНИЧА АКАДЕМIЯ УКРАЇНИ

 

ЛУБЕНЕЦЬ МИКОЛА ОЛЕКСIЙОВИЧ

 

УДК 622. 272. 62

 

 

Спецiальнiсть 05. 15. 02 – Пiдземна розробка родовищ корисних копалин

 

 

Днiпропетровськ – 1999

 

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана в Нацiональнiй гiрничiй академiї України Мiнiстерства освiти України.

Науковий керiвник: доктор технiчних наук, професор Колоколов Олег Васильович, професор кафедри пiдземної розробки родовищ Нацiональної гiрничої академiї України, м. Днiпропетровськ.

Офiцiйнi опоненти: - доктор технiчних наук, професор Шевельов Гаррiй Агапович, завiдувач вiддiлу гiрничої аерогазодинамiки Iнституту геотехнiчної механiки НАН України, м. Днiпропетровськ; - кандидат технiчних наук, Кириченко Володимир Якович, начальник Захiдно-Донбаського науково-виробничого Центру «Геомеханiка», м. Павлоград.

Провiдна установа: Донецький державний технiчний унiверситет, м. Донецьк.

Захист дисертацiї вiдбудеться «13» липня 1999 р. о 10 годині на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 08. 080. 03 при Нацiональнiй гiрничiй академiї України (320027, Україна, м. Днiпропетровськ, пр. К. Маркса, 19).

З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Нацiональної гiрничої академiї України (320027, Україна, м. Днiпропетровськ, пр. К. Маркса, 19).

 

 

Актуальнiсть теми та стан наукової проблеми. При обмежених запасах нафти i газу в Українi вугiлля виступає як основне власне джерело енергiї. Тому доля вугiлля в загальному паливно-енергетичному балансi країни буде безперервно зростати. Реалiзацiя цього завдання можлива шляхом пiдвищення обсягу та ефективностi видобутку вугiлля iз комплексно-механiзованих очисних вибоїв передусім за рахунок таких перспективних районiв, як Захiдний Донбас.

Умови розробки вугiльних пластiв у Захiдному Донбасi значно вiдрiзняються вiд умов ведення гiрничих робiт на шахтах iнших геолого-промислових районiв. Разом з тим, з поглибленням гiрничих робiт останнiм часом вiдзначається погiршення показникiв роботи шахт iз-за iнтенсивного прояву гiрського тиску в виробках. Наявнiсть слабких бокових порiд, мала потужнiсть пластiв i їх обводненiсть, зближенiсть бiльшостi пластiв вимагають наукового обгрунтування цiлого комплексу iнженерних рiшень, якi вiдносяться до питань пiдготовки шахтних полiв, почерговостi, порядку вiдробки пластiв в свитi, мiсця закладення, охорони, пiдтримання, крiплення пiдготовчих виробок та iнших питань. На шахтах Захiдного Донбасу в надто зближених робочих пластах за станом на 1. 01. 97 р. зосереджено бiльше 400 млн. т. вугiлля, що складає бiля 40% всiх балансових запасiв.

Традицiйно на шахтах Захiдного Донбасу одночасно розробляється декiлька пластiв в свитi. Система розробки пластiв – довгими стовпами здебiльшого за повстанням. В межах виймального поля пласти вiдробляються роздiльно в низхiдному порядку. Частково така черговiсть вiдробки пояснюється вiдсутнiстю в районi пластiв, схильних до газодинамiчних явищ, вiдробку яких рекомендується вести з пiдробкою, тобто розпочинати з виймання захисних нижнiх пластiв. Але інколи з різних причин (наприклад у зв’язку з великою потужнiстю пласта) розробку зближених пластiв розпочинають з першочергового виймання нижнього пласта. Це приводить до того, що пiдробленi запаси, якi залишились, як тi що стоять на балансi шахт, так i забалансовi, в подальшому можуть бути непригiдними для послiдуючої вiдробки, поскiльки за поширеними геомеханiчними уявленнями вони попадають в зону очiкуваного безпорядного обрушення порiд мiжпластя.

За показник зближеностi пластiв, який допускає висхiдний порядок вiдробки, прийнято вiдношення потужностi порiд мiжпластя до потужностi пiдроблюючого пласта. В рiзнi перiоди часу числовi показники змiнювались. Тепер згiдно з нормативними документами, якi дiють в галузi, для рiзних гiрничо-геологiчних районiв країни прийнята 12-кратна потужнiсть пiдроблюючого пласта, i тiльки в деяких умовах, за погодженням з «ВНДМИ» цей показник може бути зменшений до 6-кратної потужностi пiдроблюючого пласта.

Проте особливостi залягання вугiльних пластiв в Захiдному Донбасi потребують уточнення значення цього критерiю. Закономiрностi здвигання пiдробленої товщі на зближених пластах в умовах району недостатньо вивченi, практичний досвiд їх вiдробки в висхiдному порядку має епiзодичний характер i не узагальнений. Зближенiсть пластiв, залягання їх в слабких вмiщуючих породах, вплив гiрничих робiт на сумiжних пластах зумовлюють визначення черговостi їх вiдробки, а також вибiр мiсця закладення i способу охорони пiдготовчих виробок. Вирiшення цих питань вимагає постановки спецiальних дослiджень, результати яких дозволять знизити втрати вугiлля, пiдвищити стiйкiсть пiдготовчих виробок, продовжити термiн служби деяких шахт i покращити технiко-економiчнi показники їх роботи.

Тому визначення рацiональних параметрiв розробки надто зближених пластiв представляє актуальну наукову задачу, яка має важливе практичне значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в НГА України згiдно з плановими дослiдженнями по господарчому договору 010615 з ВО «Павлоградвугiлля».

Мета дослiдження – обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах Захiдного Донбасу на основi вивчення та врахування закономiрностей здвигання пiдробленої товщi порiд i прояву гiрського тиску в виробках.

Задачi дослiдження:

1. Вивчити порушенiсть верхнього надто зближеного пласта i вмiщуючих порiд, пiдроблених очисними роботами по нижньому пласту.

2. Визначити розмiри зони розвантаження вiд погашеної пiдготовчої виробки пiсля вiдробки нижнього надто зближеного пласта i встановити параметри рацiонального розташування пiдготовчих виробок по верхньому пiдробленому пласту.

3. Визначити вплив черговостi вiдробки надто зближених пластiв на умови їх розробки.

4. Установити закономiрностi прояву гiрського тиску в