Обоснование эффективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт

Савченко, Егор Сергеевич

Автореферат диссертации по теме "Обоснование эффективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт"

НсуНравах рукописи САВЧЕНКО Егор Сергеевич ___

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ПУЧЕНИЕМ ПОРОД ПОЧВЫ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая, строительная)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ИЮН 2010

Новочеркасск - 2010

004603413

Работа выполнена в Шахтинском институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре «Подземное, промышленное, гражданское строительство и строительные материалы».

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент

Привалов Александр Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Сарычев Владимир Иванович

кандидат технических наук Коренной Юрий Петрович

Ведущая организация - ОАО «Научно-исследовательский

институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ», г. Санкт-Петербург.

Защита состоится « 2 » июня 2010 г. в 10м часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.07 при Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ(НПИ), аудитория 107, тел./факс: (863-52) 2-84-63, email: ngtu@novoch.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮРГТУ(НПИ) (г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132).

Автореферат разослан « 30 » апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Плешко Михаил Степанович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При разработке угольных месторождений довольно часто встречаются деформации пород в виде выдавливания их внутрь выработок - пучение. Обычно оно наиболее интенсивно проявляется со стороны почвы угольного пласта в подготовительных выработках. Вследствие особенностей генезиса угольных месторождений непосредственная почва пластов, как правило, сложена более слабыми по сравнению с остальными породами разностями. Кроме того, в них развиты зоны сдвига, вызванные разной степенью уплотнения пород и последующими тектоническими процессами.

Пучение пород почвы чрезвычайно усложняет ведение горных работ, опыт показывает, что уже при достижении в выработках величин пучения более 300 -350 мм необходимо применение специальных мер борьбы с ним.

Многочисленные наблюдения в горных выработках показали, что интенсивность и абсолютная величина перемещений при пучении связаны с большим количеством горно-геологических и производственных факторов. В настоящее время раскрыт механизм пучения, выявлены и определены основные закономерности, разработаны методики прогноза и обоснованы возможные способы борьбы с пучением для различных глубин ведения горных работ и типов вмещающих пород. При этом было доказано, что наибольший эффект в борьбе с пучением достигается путем разгрузки вмещающего выработку массива от высоких напряжений. В качестве способов разгрузки предлагаются: проведение разгрузочных выработок, создание различного рода щелей и скважин, взрывание пород с образованием в почве зон дробления и т.п. Данные решения характеризуются весьма сложной технологией работ, большой трудоемкостью и стоимостью.

Это приводит к тому, что в практике эксплуатации угольных шахт основным способом по-прежнему остается подрывка вспучившихся пород, т.е. ликвидируются последствия этого явления, а не его причины. При этом достигается только кратковременный и незначительный эффект, а в долгосрочной перспективе на борьбу с пучением расходуются большие материальные и трудовые затраты.

В последнее время в научной и технической литературе появились сведения об успешном применении способа борьбы с пучением путем крепления кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности. Однако в работах не приведены объяснения этого эффекта (авторы не могут его объяснить), не разработаны методики расчета параметров и схем анкерного крепления, приводящие к возникновению указанного эффекта, не определена область применения данного способа.

Решению этих задач и посвящена данная работа.

Диссертационная работа выполнена в рамках темы НИР 17.05 «Исследование геомеханических процессов подземного пространства, влияние этих процессов на сопутствующие среды и земную поверхность», выполняемой в Шах-тинском институте ЮРГТУ (НПИ) по заданию Федерального агентства по образованию.

Цель работы: обоснование эффективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт, обеспечивающих снижение затрат при их эксплуатации.

Идея работы: снижение концентраций напряжений в боках подготовительной выработки и давления на почву пласта, приводящих к развитию ползучести пород почвы, достигается увеличением площади опоры кровли на бока выработки за счет упрочнения слоистой структуры пород кровли сталеполи-мерной анкерной крепью с обоснованными параметрами.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Выполнить анализ механизма и схем возникновения пучения пород почвы и установить причинно-следственную связь этого явления с природными и техногенными факторами.

2. Исследовать закономерности изменения нагрузок на почву выработки путем разработки рациональных схем и параметров крепления кровли сталепо-лимерной анкерной крепью.

3. Разработать рекомендации по борьбе с пучением почвы выработок путем крепления ее кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности.

4. Определить область применения и выполнить оценку экономической эффективности разработанных решений.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ состояния вопроса способов борьбы с пучением, натурные эксперименты в условиях шахт «Комсомольская» и «Заполярная», моделирование с помощью эквивалентных материалов в лабораторных условиях; аналитические методы прогнозирования устойчивости пород в окрестности выработок, статистический анализ данных натурных и лабораторных исследований.

Защищаемые научные положения:

1. Влияние искусственной зоны разгрузки в угольном пласте на пучение почвы подготовительной выработки заключается в уменьшении ширины зоны ее разрушения от сдвига под пластом, уменьшении коэффициента разрыхления пород при разрушении под воздействием сжимающих напряжений от изгиба в результате более плавного перехода ее от зоны опорного давления к зоне разгрузки, при этом в зоне разгрузки величина горизонтальных напряжений даже в непосредственной почве у границ с зоной опорного давления является близкой

к исходной, равной-У^тН.

2. Уменьшение напряжений в боках выработки и снижение давления на ее почву можно обеспечить путем крепления кровли сталеполимерными анкерами глубокого заложения, высокой (более 100 кН), несущей способности, устанавливаемыми под углом 45 - 50° к горизонтальной оси, при этом проекция анкера

на горизонтальную плоскость определяет ширину разгруженной зоны в боках выработки.

3. Интенсивность и величина пучения пород почвы определяется отношением между глубиной анкерования кровли и шириной выработки, при этом с увеличением этого соотношения с 0,25 до 0,55 величина пучения снижается в 2 раза, а при величине отношения менее 0,25 установка анкеров практически не влияет на пучение почвы.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что на больших глубинах в породах средней крепости эффективным способом борьбы с пучением почвы является разгрузка массива от высоких напряжений путем создания в боках выработки разгруженных зон шириной 1,0 - 1,2 Лразл.тах» где ЛразР тах - возможная глубина разрушения пород почвы.

2. Доказано, что проекция на горизонтальную плоскость анкера длиной равной 0,55 и более, где В - пролет выработки, установленного под углом 45° -50° к горизонту характеризует ширину разгруженной зоны в боках выработки, при этом имеет место выравнивание давления по ширине этой зоны, что уменьшает нагрузку на бока и почву выработки, а пик давления перемещается в сторону массива на расстояние (0,55*0,6)2?, при этом наибольший эффект разгрузки достигается, когда горизонтальная проекция анкерной крепи по длине превышает расстояние от стенки выработки до области максимума опорного давления.

3. Получена зависимость уменьшения величины пучения пород почвы от отношения между длиной наклонно установленных сталеполимерных анкеров и шириной подготовительной выработки.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается использованием апробированных аналитических и экспериментальных методов, представительным объемом данных, полученных в лабораторных и натурных условиях (выполнены исследования на 4 моделях из эквивалентных материалов и 20 замерных станциях в угольных шахтах), хорошей сходимостью расчетных и фактических параметров работы анкерной крепи выработок, положительным результатом промышленных испытаний предложенного способа борьбы с пучением пород почвы.

Практическое значение работы заключается в:

- разработке способа борьбы с пучением пород почвы путем крепления кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности;

- разработке методики расчета параметров крепления кровли подготовительной выработки с учетом уменьшения прогнозной величины пучения почвы;

- разработке и промышленном испытании паспортов крепления выработки на экспериментальных участках, позволивших уменьшить величину пучения пород почвы и снизить затраты на поддержание выработок.

Реализация работы. Результаты работы использованы при креплении кровли анкерной крепью на шахтах ОАО «Норильский никель» и «ЮжКуз-бассуголь».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на международных научных симпозиумах и конференциях: «Неделя горняка» (г. Москва, 2009 - 2010 гг.); 57 - 59 научные конференции Шахтинского института Южно-Российского государственного технического университета (г. Шахты, 2007 - 2009 гг.); «Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений» (ДонНТУ, 2007 г.); на открытом техническом совещании ОАО «Воркутауголь», 10-12 сентября 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 133 страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу, 36 рисунков, список использованных источников из 55 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации проведен анализ факторов, влияющих на процесс пучения пород в подготовительных выработках, способов борьбы с этим явлением, вопроса изученности и методов оценки напряженно-деформированного состояния пучащих пород.

Во второй главе выполнено аналитическое исследование процесса пучения в подготовительных выработках, установлены стадии разрушения пучащих пород почвы, получены графики, характеризующие изменения вертикальных напряжений в породах почвы и их влияние на состояние подготовительных выработок.

В третьей главе представлены результаты моделирования процессов пучения пород почвы в подготовительных выработках, определена степень влияния анкерной крепи на поведение вмещающих пород и состояние выработок.

В четвертой главе разработаны паспорта крепления подготовительных выработок, направленные на снижение величин пучения пород почвы, приведены результаты использования разработанного способа борьбы с пучением подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ и вне ее, выполнена технико-экономическая оценка предложенных решений.

Явлению пучения пород почвы посвящены обширные исследования, включающие теоретические разработки и экспериментальные исследования в шахтных и лабораторных условиях.

Изучению процесса пучения и разработки мер и способов борьбы с ним посвящены работы таких ученых как: К.А. Ардашев, В.И. Барановский, Ю.И. Бурчаков, М.И. Бесков, В.М. Городничев, A.B. Гурдус, Ю.В. Заславский,

С.М. Липкович, В.А. Лыткин, А.П. Максимов, Е.А. Мельников, В.Н. Рева, В.И. Сивохин, И.Л. Черняк и др.

Их анализ позволяет выделить два основных типа пучения пород при прохождении горных выработок:

1) пучение глинистых пород вследствие их набухания, связанного со специфическими особенностями минералогического и коллоидно-химического состава глинистых грунтов;

2) пучение глинистых пород как проявление горного давления в связи с проведением горных выработок.

В пластовых подготовительных выработках при залегании в почве угольных пластов слоистых аргиллитов и алевролитов процесс разрушения пород почвы и пучения включает стадии:

- расслоения по поверхности напластования без разлома расслоившихся пород;

- разлома расслоившихся пород под выработкой на блоки в форме многошарнирных арок;

- разрушения пород почвы под боками выработки с выдавливанием их в выработку.

Разлом расслоившихся пород почвы под выработкой происходит под совместным воздействием сжимающих напряжений бокового распора пород в массиве и напряжений, возникающих при изгибе слоев при расслоении, т.е. при условии:

где Я - коэффициент бокового распора пород; у- объемный вес пород, кг/м3; Е - модуль деформации пород, МПа; к - толщина слоев пород в почве, м; -прочность пород на сжатие, МПа; ка - коэффициент влияния опорного давления; С/расСл. - смещения в результате расслоения, м.

Из приведенного условия следует, что, например, при средней прочности пород 30 МПа и толщине слоев А = 0,5 м их разлом на блоки под выработкой при расположении выработки вне зоны опорного давления (к0 - 1) начинается на глубинах Я > 400+450 м и развивается на максимальную глубину Арщл тах^О.5+0,6 В, где В - ширина выработки, при Н > 600+650 м. В зоне опорного давления пород (к0 = 2+2,5) глубина, при которой начинается разлом слоев в почве, уменьшается до 200+250 м, а развитие разлома до /гразл П1Х происходит при Я> 350-Н00 м.

Разлом слоев почвы под выработкой в результате разрыхления пород при разрушении приводит к увеличению их смешений, которые составляют

£/разл.~1)^разл. (2)

При коэффициенте разрыхления пород к„ = 1,10+1,12 получаем, что даже при разломе пород почвы под выработкой на //р„Л Гтх ее смещение в выработку составляет £/рил гпах 2 300+350 мм. Следовательно, в этих условиях, как правило, не требуется применение способов борьбы с пучением почвы.

Пучение почвы в выработке интенсивно возрастает при разрушении пород под боками выработки, которое происходит при условии

>/?с+«0- 182(45+/У2) , (3)

где Л0 = (0,10 - 0,15) /?с - остаточная прочность разрушенных пород под выработкой; р - угол внутреннего трения пород.

Разрушение пород почвы под боками выработки при ее расположении вне опорного давления начинается на глубинах II > 750+800 м и развивается на глубину Лрилтах и ширину /выд = 1,0 - 1,2 • йразл.тах при Я > 850+900 м. В зоне опорного давления перед сопряжением с лавой такое разрушение пород почвы происходит на глубинах, примерно в 2 раза меньших. Величина пучения почвы в выработке в этом случае составляет

УВь,д=(Лр-1)Ар13Л(1 + ^). (4)

о

Из расчетов следует, что в условиях разрушения пород почвы под боками в результате их разрыхления и выдавливания при расположении выработки вне опорного давления на глубинах Н> 850+900 м и при расположении выработки в зоне опорного давления на глубинах Я > 450+500 м величина пучения почвы в выработке увеличивается до 1000+1200 мм. Таким образом, в этих условиях необходимо применение способов борьбы с пучением почвы.

Из изложенного следует, что для уменьшения пучения почвы до 300+350 мм в выработках, расположенных в массиве и охраняемых целиками, необходимо создать условия, при которых не происходит разрушение и выдавливание пород почвы в боках выработки. Это можно осуществить путем образования в боках выработки зон пониженных напряжений шириной 1,0+1,2 йразр тах- При образовании таких зон в боках выработки, породы почвы в зонах пониженных напряжений за счет сил сцепления и трения междупластья и нижележащими породами будут препятствовать разрушению и выдавливанию пород под воздействием 2к0уН, а, следовательно, существенно увеличат глубину, на которой происходит интенсивное пучение почвы.

Зоны пониженных напряжений в боках выработки могут быть образованы путем изменения структуры пород кровли путем ее анкерования сталеполимер-ной анкерной крепью повышенной несущей способности. При этом увеличивается площадь опоры на бока выработок, т.е. уменьшается удельное давление, при этом зона максимума опорного давления отодвигается от краевой части массива (целика) вглубь, величина этого перемещения зависит от длины анкеров, угла их наклона, плотности установки.

При применении этого способа интенсивное пучение за счет выдавливания пород почвы в выработку будет происходить при условии

2коГН > [Ес + Л0 ■ tg2 (45+/У2)] +2[Си1выд+ Р/Лё2 (45+/У2)]. (5)

Из (5) следует, что при минимальных значениях: сцепления пород по напластованию С„ = 0,1 Яп„, где Ди- прочность пласта на сжатие; давления на почву в зоне пониженных напряжений Р - 0,5 йпл; коэффициента трения между слоями/= 0,5; разрушение пород в почве и их выдавливание в выработку будет происходить вне зоны опорного давления на глубинах Н > 1300+1500 м, а в зо-

нах опорного давления при Н > 700^800 м.

Для обоснования возможности образования разгруженных зон в боках выработки путем крепления кровли сталеполимерными анкерами высокой несущей способности необходимо знание напряженно-деформированного состояния пород в почве под краевой частью разрабатываемого пласта, включающего определение размеров образующихся зон опорного давления, Ьо и разгрузки, Ьр.

Полученные с помощью метода конечных элементов результаты расчетов по вертикальным напряжениям, представлены на рис. 1. Аналогичные данные получены по перемещениям пород почвы на различных расстояниях от пласта.

12.5ЫЛа

40 Ц.м

Рис. 1. Графики изменения вертикальных напряжений в почве на глубине //=500 м на расстояниях а г гыасга: 1-5м; 2-10 м; 3-15м; 4-20м; 5-30 м; 6-40 м

Рассматривая установленные зависимости изменения вертикальных и горизонтальных напряжений с позиции определения наиболее вероятных участков разрушения пород почвы по условшо сдвига можно сделать вывод, что к ним относится участок непосредственной почвы в зоне опорного давления под границей пласта, где выполняется условие

а. -ст,

(6)

(7)

'■и'" 2 2 и участок непосредственной почвы в зоне разгрузки у границы пласта, где

_аг ^ цуН ши " 2 2(1-/0

Расчеты показывают, что при залегании в почве пласта даже слабых аргиллитов разрушение почвы от сдвига должно происходить на втором участке на глубинах свыше 1200 - 1500 м. На первом участке и при более прочных породах такое разрушение вообще исключается.

Первичное разрушение осадочных скальных пород связано, во-первых, с тем, что их следует рассматривать как сплошную среду с поверхностями напла-

стования (в аргиллитах от 0,5 до 1 м, в алевролитах от 0,3 до 1,5 м и песчаниках от 1 до 2 м), по большинству из которых сцепление и угол внутреннего трения не превышают соответственно 0,10+0,20 МПа и 15+18°. Во-вторых, под краевой частью пласта вертикальные и горизонтальные напряжения отклоняются на угол у/ = 15+20°, что приводит к возникновению по поверхностям напластования касательных напряжений. Следовательно, по поверхностям напластования сдвиг и расслоение пород в почве будут происходить на глубинах, определяемых уравнением

На участках перехода от опускания пород почвы (С/0) в зоне опорного давления к их интенсивному подъему ([/„) в зоне разгрузки они интенсивно изгибаются. В породах почвы здесь кроме сжимающих горизонтальных напряжений (сг) возникают изгибающие моменты и сжимающие напряжения от изгиба (ои), которые зависят от длины участка изгиба 1 и толщины слоев А.

Расчетные значения аг и о„ при различной глубине и толщине слоев приведены на рис. 2.

Глубин! Н,м

Рис. 2. Графики изменения расчетных сжимающих напряжений в породах почвы

Исследования показывают, что сжимающие напряжения от изгиба являются определяющими в разрушении почвы в зоне разгрузки у границы с пластом.

В целом по результатам исследования сделаны следующие основные выводы:

1. Переход от повышенных вертикальных напряжений в зоне опорного давления к пониженным по сравнению с исходными напряжениями уН в зоне разгрузки с увеличением расстояния от пласта происходит на большем расстоянии от границы пласта под выработанное пространство примерно под углом 20 - 25°.

2. Горизонтальные напряжения в почве увеличиваются пропорционально упругому боковому распору пород лишь в зоне повышенных вертикальных напряжений опорного давления. В зоне разгрузки этой зависимости не существует и величины горизонтальных напряжений даже в непосредственной почве у границы с зоной опорного давления являются близкими к исходным, равным

3. Под краевой частью пласта на участках интенсивного уменьшения вертикальных напряжений их направление и направление горизонтальных напряжений изменяется по сравнению с исходным на угол до 15 - 20° в сторону выработанного пространства.

Расчеты абсолютных перемещений пород почвы также показали, что с увеличением расстояния от пласта величина стрелы изгиба слоев уменьшается, а, следовательно, в почве разрушение пород будет происходить только в тех слоях, где суммарные сжимающие напряжения будут превышать прочность пород на сжатие.

Исследование влияния анкерной крепи, установленной в кровлю и боках выработки, на величину и характер пучения ее почвы осуществлялось на моделях из эквивалентных материалов. В сечении модели выработки анкера в кровле устанавливались веером: крайние, вблизи боков выработки - под углом 70°; в середине - нормально к плоской кровле; промежуточные анкеры - под углами от 70 до 90°. В боках выработок анкера забуривались в верхней части стенки под углом 45° с подъемом в сторону кровли. В каждом блоке длина анкеров в кровле и боках оставалась неизменной и составляла в реальном масштабе 2; 3; 4,5 и 5,5 м.

По результатам наблюдений за перемещениями марок в горизонтальном и вертикальном направлениях построены векторы этих перемещений. На рис.3, приведены результаты обработки полученных данных по смещениям кровли выработки.

Сильному разрушению подвергались три слоя, прилегающие к подошве выработки, где обнаружены при разборке раздробленные участки с взаимным надвигом отдельных элементов в середине почвы.

В кровле, выше породной плиты, закрепленной анкерами, по мощности равной 2 м, на 6-м слое (3 м) породы разрушены в пределах ширины, равной 12 см (т.е. 6 м натуры), в то время как ширина камеры составляет 16 см. Это сужение зоны разрушенных пород в кровле указывает на формирование свода обрушения, границы между нарушенными и ненарушенными участками пород.

б -

5 ••

4 -•

ч >л

2 ■■

1 ■■

7/

///' 4НI

Глубина анкч>овання пород контура выработки: 1 - 2 м,

2-Зм,

3-4,5 м, 4 -5,5 м

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Рис. 3. Изменение смещений кровли камеры при разной длине анкеров

Сильному разрушению подвергались три слоя, прилегающие к подошве выработки, где обнаружены при разборке раздробленные участки с взаимным надвигом отдельных элементов в середине почвы.

В кровле, выше породной плиты, закрепленной анкерами, по мощности равной 2 м, на 6-м слое (3 м) породы разрушены в пределах ширины, равной 12 см (т.е. 6 м натуры), в то время как ширина камеры составляет 16 см. Это сужение зоны разрушенных пород в кровле указывает на формирование свода обрушения, границы между нарушенными и ненарушенными участками пород.

Интенсивность обнаруженных при разборке нарушений по отдельным слоям также подтверждает этот вывод.

Габариты выработки в свету на конец испытаний значительно уменьшились: в средней части высота не превышала 2 см (т.е. 1 м в натуре), а ширина ее

составляла 15,5 см, против 4 см и 16 см в исходном состоянии.

Основной вид нарушения - это генеральная поверхность сдвига пород под углом примерно 45° к напластованию, проходящая по середине подошвы на глубину, равную 5 см - 5 слоев (2,5 м натуры) с подъемом и изгибом разорванных слоев в направлении подошвы камеры. В примыкающих к подошве выработки двух слоях происходит взаимный надвиг раздробленных породных глыб, что усиливает рыхление массива, а, следовательно, и пучение пород почвы.

В кровле выработки стянутые анкерами слои пород образовали клин. При разборке модели установлены его размеры в поперечном сечении: в верхней части ширина клина составила 25 см и в узкой, на контуре выработки, - 16 см. В целом клин не имел значительных повреждений и обеспечивал устойчивое состояние кровли без вывалов на весь период испытаний. Однако внутри клина произошел прогиб стянутых слоев. Наибольший прогиб наблюдался в слоях на контуре выработки и затухал с удалением слоев вглубь массива. В итоге пучение почвы происходило преимущественно за счет рыхления верхнего слоя непосредственной почвы. При этом второй и нижние слои имели горизонтальное простирание без вспучивания и выгиба в сторону выработки.

В целом, участие анкерной крепи, установленной в кровле и боках выработки, вносит изменения в работу системы «порода-крепь» и, в частности, в интенсивность пучения почвы. Ширина зоны разгруженных пород в боках выработки не одинакова. Она больше у выработок с более глубоким анкерованием, при этом напряжения в породах боков уменьшаются.

Так в выработке, в кровле и боках которой установлены анкера длиной 2 м, перемещение марок, расположенных в боку выработки под целиком, прослеживается на участке протяженностью 3 - 4 м, примыкающем к боковой стенке выработки. В выработке с анкерной крепью длиной 4,5 м этот участок составляет 3 - 5 м, длиной 5,5 м - в пределах 4 - 5 м. В выработке с глубиной анкерования равной 3 м зона выдавливаемых пород почвы из-под целиков четко ограничена размерами 2 и 3 м с каждой из двух сторон выработки. Ни на одной из более удаленных марок не зафиксировано их перемещение в сторону выработки.

Анализ результатов моделирования величин вдавливания пород почвы в выработках, закрепленных анкерной крепью, показал, что в выработках с анкерной крепью длиной 5,5 м интенсивность пучения начинает затухать на глубине 1 м от подошвы выработки. На глубине 2 м это явление происходит при длине анкеров 4,5 м. В целом, установленная в выработке анкерная крепь длиной 5,5 м на участке, удаленном от подошвы выработки на 1,0 м, в 5 раз уменьшает пучение почвы по сравнению с выработкой с анкерами длиной 2,0 м. На удаленных от подошвы горизонтах эта тенденция сохраняется.

Примерно такие же результаты следуют из сравнения величин пучения в выработке с установленной в кровле и боках анкерной крепью, длиной 4,5 м. По результатам моделирования построены зависимости пучения почвы, а также вдавливания пород почвы при различной длине анкеров (рис. 4).

В целом, получены близкие по значениям графические характеристики для выработок с анкерной крепью длиной 4,5 - 5,5 м. Вдавливание их боковых це-

ликов в породы почвы на уровне подошвы выработки в 1,5 - 2 раза меньше, чем в выработке с анкерной крепью длиной 2,0 м.

Рис. 4. Изменение величин пучения пород почвы и вдавливания породных стенок в почву выработок при разной длине анкерной крепи в кровле и боках камер

Вдавливание целиков в выработках с анкерной крепью длиной 4,5 - 5,5 м практически затухает на глубине 5 метров, а при длине анкеров 2,0 м этого не происходит.

Проекция 5,5-метровой анкерной крепи, установленной под углом 45°-50° к горизонту, на горизонтальную плоскость образует полосу влияния крепи шириной 3,8 м (в условиях натуры), а установленные датчики давления охватывают глубину от контура на 4,5 м. Отсюда следует, что все процессы изменения поля напряжений в боковых породах камеры охвачены установленными датчиками. Анкера длиной 4,5 - 5,5 м (более 0,5 пролета выработки) обеспечивали равномерное распределение напряжений по площади, что уменьшало давление на боковые породы выработки и породы почвы. Стационарное положение пика концентраций напряжений по окончании испытаний модели зафиксировано на удалении от контура выработки не более трех метров. Таким образом, пик остается в зоне влияния анкерной крепи.

Из анализа результатов исследований также следует, что на весь период испытания модели нагрузки приходились на площадки узких лент, примыкающих с обеих сторон к бокам камеры. Поэтому давление на породы почвы по площадкам шириной 2 и 3 м у выработки с трехметровой анкерной крепью в 2-3 раза превышало нагрузки в выработках с более длинными анкерами в кровле при равенстве внешнего нагружения моделей. Это привело к увеличению области разрушенных пород в почве камеры и, как следствие, к усиленному пучению со сдвиговыми эффектами в разломанных слоях. По результатам

исследования получена зависимость прогнозной величины пучения от соотношения между длиной анкеров, установленных в бока выработки под углом 45°, и ширины выработки, представленная на рис. 5.

пучение почвы, мм

Рис. 5. Зависимость прогнозной величины пучения от соотношения длины анкеров и

ширины выработки

На основе проведенных исследований разработаны методика расчета параметров крепления кровли с учетом уменьшения прогнозной величины пучения почвы, паспорта крепления подготовительных выработок для 5 шахт различных угольных бассейнов.

На шахтах «Заполярная» и «Комсомольская» выполнен ряд шахтных наблюдений. Экспериментальные участки, закрепленные по предлагаемым паспортам крепления сталеполимерной анкерной крепью длиной 2,4+2,5 м по кровле (4-5 анкеров) и 3,0+3,4 м, установленных в бока (2 анкера в ряду), на расстоянии от кровли 0,5 м под углом 45° к горизонтальной плоскости находились в зоне опорного давления и сохраняли свою эксплуатационную способность в течение всего срока службы. При этом величина смещений кровли и почвы соответственно на уровне забоя составляли 50+100 мм и 200+250 мм. На расстоянии 150 м за забоем лавы они составляли 120+150 и 250+350 мм и оказались в 2+3,5 раза меньше, чем на базовых участках, закрепленных крепью МТПШ и КМП-АЗ. При таких величинах смещений применение специальных мероприятий по борьбе с пучением не потребовалось.

Полученный в результате внедрения разработанных решений по борьбе с пучением пород почвы экономический эффект составил 78 тыс. руб. на 1000 т угля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании установленных закономерностей влияния сталеполимерной анкерной крепи, установленной в кровле подготовительных выработок, на изменение напряженно-деформированного состояния пород их боков и почвы решена задача снижения величин пучения пород почвы подготовительных выработок, что имеет существенное значение для шахтного строительства.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнено аналитическое исследование процесса пучения в подготовительных выработках, определены стадии разрушения пучащих пород почвы, в результате чего установлено, что на больших глубинах в породах средней крепости эффективным способом борьбы с пучением почвы является разгрузка массива от высоких напряжений путем создания в боках выработки разгруженных зон шириной 1,0-1,2 йразр.тах, где Аразр тах - возможная глубина разрушения пород почвы.

2. Произведено моделирование процессов пучения пород почвы в подготовительных выработках методом эквивалентных материалов, на основании которого установлено, что уменьшение напряжений в боках выработки и снижение давления на почву пласта можно достичь путем изменения структуры пород кровли за счет их крепления сталеполимерными анкерами с заданными параметрами, установленными по разработанной схеме.

3. Доказано, что проекция на горизонтальную плоскость анкера, длиной равной 0,5В и более, где В - пролет выработки, установленного в бока выработки под углом 45° - 50° к горизонту характеризует ширину разгруженной зоны в боках выработки, при этом имеет место выравнивание давления по ширине этой зоны, что уменьшает нагрузку на бока и почву выработки, а пик давления перемещается в сторону массива на расстояние 0,55 - 0,6В. Наибольший эффект разгрузки достигается, когда горизонтальная проекция анкерной крепи по длине превышает расстояние от стенки выработки до области максимума опорного давления.

4. Установлено, что интенсивность и величина пучения почвы зависит от соотношения глубины анкерования кровли и ширины выработки. Установлена зависимость уменьшения прогнозной величины пучения пород почвы от отношения длины анкера и ширины выработки. При этом с увеличением этого отношения с 0,25 до 0,55 величина пучения уменьшается вдвое.

5. Промышленное внедрение предлагаемого способа борьбы с пучением показало, что на экспериментальных участках, закрепленных в соответствии с разработанными паспортами крепления сталеполимерной анкерной крепью, величины пучения пород почвы и смещения кровли оказались в 2 - 3,5 раза меньше, чем на базовых участках, закрепленных крепью МТПШ и КМП-АЗ. При этом в течение всего срока существования выработки на экспериментальных участках не потребовалось применения специальных мероприятий по борьбе с пучением.

6. Полученный в результате внедрения разработанных решений по борьбе с пучением пород почвы экономический эффект составил 78 тыс. руб. на 1000 т угля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Розенбаум М.А., Черняховский. С.М., Савченко Е.С. Исследование высоты расслоения пород кровли в горных выработках в зоне опорного давления. Записки горного института. - Т. 172. - СПб.: Горный институт, 2010. - С.68 - 73.

2. Привалов A.A. Савченко Е.С. Способы установки крепи усиления в выработках с анкерной крепью // Рукопись деп. в МГГУ Горный информационно-аналитический бюллетень 05.10.2009., №740/02. - 11 с.

3. Привалов A.A., Савченко Е.С. Современные способы борьбы с пучением почвы в подготовительных выработках. Рукопись деп. в МГТУ Горный информационно-аналитический бюллетень 05.10.2009., №741/02-10. - 5 с.

4. Привалов A.A., Савченко Е.С. Состояние массива пород в близи выработок, закреплённых рамной крепью, проводимых буровзрывным способом // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009.-С. 105-111.

5. Привалов A.A., Савченко Е.С. Влияние крепи боков выработки на устойчивости пород кровли. // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ 2009. - С. 97 - 104.

Савченко Егор Сергеевич

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ПУЧЕНИЕМ ПОРОД ПОЧВЫ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Автореферат

Подписано в печать 30.04.2010 Формат 60x84 '/15. Бумага офсетная. Риэография. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,12. Тираж 100 экз. 3аказ48-132.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Савченко, Егор Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Факторы, определяющие пучение, классификационные признаки 10 1.1.2. Изученность вопроса

1.2. Способы борьбы с пучением пород

1.3. Способы борьбы с пучением пород путем их разгрузки

ГЛАВА И. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ПУЧЕНИЯ 36 2.1. Механизм пучения 36 Выводы по главе

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УМЕНЬШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОРОДАХ ПОЧВЫ ВЫРАБОТКИ ПУТЕМ КРЕПЛЕНИЯ СТАЛЕПОЛИМЕРНЫМИ АНКЕРАМИ КРОВЛИ И БОКОВ ВЫРАБОТКИ

3.1. Методика моделирования

3.2. Результаты наблюдений

3.3. Анализ результатов моделирования 81 Выводы по главе

ГЛАВА IV. МЕТОДИКА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРЕДЛОЖЕННОГО СПОСОБА КРЕПЛЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

4.1. Методика опытно-промышленных испытаний предложенного способа крепления подготовительных выработок

4.2. Исследования проявлений горного давления в подготовительных 101 выработках при принятом способе их крепления. Шахта «Комсомольская»

4.3. Шахта «Заполярная»

4.4. Разработка экспериментальных паспортов крепления

4.5. Горно-геологические условия проведения эксперимента

4.6. Горно-геологические условия и разработка экспериментального 118 паспорта крепления конвейерного штрека 214-с пласта «Тройного»

4.7. Результаты исследований проявлений горного давления на экспериментальных участках 121 4.8. Оценка эффективности предложенного способа борьбы с пучением пород почвы 125 Выводы по главе 126 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование эффективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт"

Актуальность работы. При разработке угольных месторождений довольно часто встречаются деформации пород в виде выдавливания их внутрь выработок — пучение. Обычно оно наиболее интенсивно проявляется со стороны почвы угольного пласта в подготовительных выработках. Вследствие особенностей генезиса угольных месторождений непосредственная почва пластов, как правило, сложена более слабыми по сравнению с остальными породами разностями. Кроме того, в них развиты зоны сдвига, вызванные разной степенью уплотнения пород и последующими тектоническими процессами.

Пучение пород почвы чрезвычайно усложняет ведение горных работ, опыт показывает, что уже при достижении в выработках величин пучения более 300 - 350 мм необходимо применение специальных мер борьбы с ним.

Многочисленные наблюдения в горных выработках показали, что интенсивность и абсолютная величина перемещений при пучении связаны с большим количеством горно-геологических и производственных факторов. В настоящее время раскрыт механизм пучения, выявлены и определены основные закономерности, разработаны методики прогноза и обоснованы возможные способы борьбы с пучением для различных глубин ведения горных работ и типов вмещающих пород. При этом было доказано, что наибольший эффект в борьбе с пучением достигается путем разгрузки вмещающего выработку массива от высоких напряжений. В качестве способов разгрузки предлагаются: проведение разгрузочных выработок, создание различного рода щелей и скважин, взрывание пород с образованием в почве зон дробления и т.п. Данные решения характеризуются весьма сложной технологией работ, большой трудоемкостью и стоимостью.

Это приводит к тому, что в практике эксплуатации угольных шахт основным способом по-прежнему остается подрывка вспучившихся пород, т.е. ликвидируются последствия этого явления, а не его причины. При этом достигается только кратковременный и незначительный эффект, а в долгосрочной перспективе на борьбу с пучением расходуются большие материальные и трудовые затраты.

В последнее время в научной и технической литературе появились сведения об успешном применении способа борьбы с пучением путем крепления кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности. Однако в работах не приведены объяснения этого эффекта (авторы не могут его объяснить), не разработаны методики расчета параметров и схем анкерного крепления, приводящие к возникновению указанного эффекта, не определена область применения данного способа.

Решению этих задач и посвящена данная работа.

Диссертационная работа выполнена в рамках темы НИР 17.05 «Исследование геомеханических процессов подземного пространства, влияние этих процессов на сопутствующие среды и земную поверхность», выполняемой в Шахтинском институте ЮРГТУ (ИЛИ) по заданию Федерального агентства по образованию.

Цель работы: обоснование эффективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт, обеспечивающих снижение затрат при их эксплуатации.

Идея работы: снижение концентраций напряжений в боках подготовительной выработки и давления на почву пласта, приводящих к развитию ползучести пород почвы, достигается увеличением площади опоры кровли на бока выработки за счет упрочнения слоистой структуры пород кровли сталеполимерной анкерной крепью с обоснованными параметрами.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Выполнить анализ механизма и схем возникновения пучения пород почвы и установить причинно-следственную связь этого явления с природными и техногенными факторами.

2. Исследовать закономерности изменения нагрузок на почву выработки путем разработки рациональных схем и параметров крепления кровли сталеполимерной анкерной крепью.

3. Разработать рекомендации по борьбе с пучением почвы выработок путем крепления ее кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности.

4. Определить область применения и выполнить оценку экономической эффективности разработанных решений.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ состояния вопроса способов борьбы с пучением, натурные эксперименты в условиях шахт «Комсомольская» и «Заполярная», моделирование с помощью эквивалентных материалов в лабораторных условиях; аналитические методы прогнозирования устойчивости пород в окрестности выработок, статистический анализ данных натурных и лабораторных исследований.

Защищаемые научные положения:

1. Влияние искусственной зоны разгрузки в угольном пласте на пучение почвы подготовительной выработки заключается в уменьшении ширины зоны ее разрушения от сдвига под пластом, уменьшении коэффициента разрыхления пород при разрушении под воздействием сжимающих напряжений от изгиба в результате более плавного перехода ее от зоны опорного давления к зоне разгрузки, при этом в зоне разгрузки величина горизонтальных напряжений даже в непосредственной почве у границ с зоной опорного давления является близкой к исходной, равной ^ уН.

1 — [X

2. Уменьшение напряжений в боках выработки и снижение давления на ее почву можно обеспечить путем крепления кровли сталеполимерными анкерами глубокого заложения, высокой (более 100 кН), несущей способности, устанавливаемыми под углом 45 - 50° к горизонтальной оси, при этом проекция анкера на горизонтальную плоскость определяет ширину разгруженной зоны в боках выработки.

3. Интенсивность и величина пучения пород почвы определяется отношением между глубиной анкерования кровли и шириной выработки, при этом с увеличением этого соотношения с 0,25 до 0,55 величина пучения снижается в 2 раза, а при величине отношения менее 0,25 установка анкеров практически не влияет на пучение почвы.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что на больших глубинах в породах средней крепости эффективным способом борьбы с пучением почвы является разгрузка массива от высоких напряжений путем создания в боках выработки разгруженных зон шириной 1,0 - 1,2 /тразл.шах, где /7разр.тах — возможная глубина разрушения пород почвы.

2. Доказано, что проекция на горизонтальную плоскость анкера длиной равной 0,5В и более, где В — пролет выработки, установленного под углом 45° - 50° к горизонту характеризует ширину разгруженной зоны в боках выработки, при этом имеет место выравнивание давления по ширине этой зоны, что уменьшает нагрузку на бока и почву выработки, а пик давления перемещается в сторону массива на расстояние (0,55^-0,6)5, при этом наибольший эффект разгрузки достигается, когда горизонтальная проекция анкерной крепи по длине превышает расстояние от стенки выработки до области максимума опорного давления.

3. Получена зависимость уменьшения величины пучения пород почвы от отношения между длиной наклонно установленных сталеполимерных анкеров и шириной подготовительной выработки.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается использованием апробированных аналитических и экспериментальных методов, представительным объемом данных, полученных в лабораторных и натурных условиях (выполнены исследования на 4 моделях из эквивалентных материалов и 20 замерных станциях в угольных шахтах), хорошей сходимостью расчетных и фактических параметров работы анкерной крепи выработок, положительным результатом промышленных испытаний предложенного способа борьбы с пучением пород почвы.

Практическое значение работы заключается в:

- разработке способа борьбы с пучением пород почвы путем крепления кровли сталеполимерной анкерной крепью высокой несущей способности;

- разработке методики расчета параметров крепления кровли подготовительной выработки с учетом уменьшения прогнозной величины пучения почвы;

- разработке и промышленном испытании паспортов крепления выработки на экспериментальных участках, позволивших уменьшить величину пучения пород почвы и снизить затраты на поддержание выработок. i

Реализация работы. Результаты работы использованы при креплении кровли анкерной крепью на шахтах ОАО «Норильский никель» и «ЮжКуз-бассуголь».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на международных научных симпозиумах и конференциях: «Неделя горняка» (г. Москва, 2009 - 2010 гг.); 57 - 59 научные конференции Шахтинского института Южно-Российского государственного технического университета (г. Шахты, 2007 - 2009 гг.); «Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений» (ДонНТУ, 2007 г.); на открытом техническом совещании ОАО «Воркутауголь», 10-12 сентября 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 133 страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу, 36 рисунков, список использованных источников из 55 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Савченко, Егор Сергеевич

Выводы по главе

1. Проведенные исследования показали, что применяемые крепи МТПШ и КМП-АЗ не обеспечивают поддержание выработок в удовлетворительном состоянии. При этом величины смещений кровли и почвы на уровне забоя лавы составляли соответственно 150-^200 и 250-К300 мм, на расстоянии 150-180 м за забоем первой лавы эти величины достигали 300-е-500 мм и 650-г800 мм. Подрывка пород почвы лишь на короткое время (2-3 месяца) обеспечивает удовлетворительное состояние выработок, процесс пучения после подрывки пород проявляется с еще большей интенсивностью и часто приводит к полной потере выработки их эксплуатационной способности.

2. Экспериментальные участки, закрепленные по предлагаемым паспортам крепления сталеполимерной анкерной крепью длиной 2,4-2,5 м по кровле (4-5 анкеров) и 3,0-3,4 м установленных в бока (2 анкера в ряду) на расстоянии от кровли 0,5 м под углом 45° к горизонтальной плоскости находились в зоне опорного давления и сохраняли свою эксплуатационную способность в течение всего срока службы. При этом величина смещений кровли и почвы соответственно на уровне забоя составляли 50-Т-100 мм и 200-К250 мм. На расстоянии 150 м за забоем лавы составляли 120-И50 и 250^350 мм, т.е. величина пучения почвы и смещения кровли оказались в 2-3,5 раза меньше, чем на базовых участках. При таких величинах смещений не требуется применение специальных мероприятий по борьбе с пучением.

3. Полученный в результате внедрения разработанных решений по борьбе с пучением пород почвы экономический эффект составил 78 тыс. руб. на 1000 т угля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании установленных закономерностей влияния сталеполимерной анкерной крепи, установленной в кровле подготовительных выработок, на изменение напряженно-деформированного состояния пород их боков и почвы решена задача снижения величин пучения пород почвы подготовительных выработок, что имеет существенное значение для шахтного строительства.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнено аналитическое исследование процесса пучения в подготовительных выработках, определены стадии разрушения пучащих пород почвы, в результате чего установлено, что на больших глубинах в породах средней крепости эффективным способом борьбы с пучением почвы является разгрузка массива от высоких напряжений путем создания в боках выработки разгруженных зон шириной 1,0 - 1,2 hpaзртач, где /гра3р max — возможная глубина разрушения пород почвы.

2. Произведено моделирование процессов пучения пород почвы в подготовительных выработках методом эквивалентных материалов, на основании которого установлено, что уменьшение напряжений в боках выработки и снижение давления на почву пласта можно достичь путем изменения структуры пород кровли за счет их крепления сталеполимерными анкерами с заданными параметрами, установленными по разработанной схеме.

3. Доказано, что проекция на горизонтальную плоскость анкера, длиной равной 0,5В и более, где В - пролет выработки, установленного в бока выработки под углом 45° - 50° к горизонту характеризует ширину разгруженной зоны в боках выработки, при этом имеет место выравнивание давления по ширине этой зоны, что уменьшает нагрузку на бока и почву выработки, а пик давления перемещается в сторону массива на расстояние 0,55 - 0,6В. Наибольший эффект разгрузки достигается, когда горизонтальная проекция анкерной крепи по длине превышает расстояние от стенки выработки до области максимума опорного давления.

4. Установлено, что интенсивность и величина пучения почвы зависит от соотношения глубины анкерования кровли и ширины выработки. Установлена зависимость уменьшения прогнозной величины пучения пород почвы от отношения длины анкера и ширины выработки. При этом с увеличением этого отношения с 0,25 до 0,55 величина пучения уменьшается вдвое.

5. Промышленное внедрение предлагаемого способа борьбы с пучением показало, что на экспериментальных участках, закрепленных в соответствии с разработанными паспортами крепления сталеполимерной анкерной крепью, величины пучения пород почвы и смещения кровли оказались в 2 -3,5 раза меньше, чем на базовых участках, закрепленных крепью МТПШ и КМП-АЗ. При этом в течение всего срока существования выработки на экспериментальных участках не потребовалось применения специальных мероприятий по борьбе с пучением.

6. Полученный в результате внедрения разработанных решений по борьбе с пучением пород почвы экономический эффект составил 78 тыс. руб. на 1000 т угля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Розенбаум М.А., Черняховский. С.М., Савченко Е.С. Исследование высоты расслоения пород кровли в горных выработках в зоне опорного давления. Записки горного института. — Т. 172. - СПб.: Горный институт, 2010. -С.68 - 73.

2. Привалов А.А. Савченко Е.С. Способы установки крепи усиления в выработках с анкерной крепью // Рукопись деп. в МГГУ Горный информационно-аналитический бюллетень 05.10.2009., №740/02. - 11 с.

3. Привалов А.А., Савченко Е.С. Современные способы борьбы с пучением почвы в подготовительных выработках. Рукопись деп. в МГГУ Горный информационно-аналитический бюллетень 05.10.2009., №741/02-10. - 5 с.

4. Привалов А.А., Савченко Е.С. Состояние массива пород в близи выработок,, закреплённых рамной крепью, проводимых буровзрывным способом // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009. - С. 105 - 111.

5. Привалов А.А., Савченко Е.С. Влияние крепи боков выработки на устойчивости пород кровли. // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ 2009. - С. 97 - 104.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Савченко, Егор Сергеевич, Новочеркасск

1. Гурдус А.В. Изучение причин вспучивания пород каменно-угольной формации Донбасса и меры борьбы с этим явлением. ГНТИ, 1933, с. 87.

2. Белов В.И. Крепление горных выработок в сильно пучащих породах. Горный жкрнал №1. 1933, с. 26-28.

3. Покровский Н.М. Проведение горных выработок. М., Углетехиздат, 1954, 260 с.

4. Мемисетов С.С. Борьба с поддуванием почвы в выработках шахты №8 комбайна «Ростовуголь». Уголь №11, 1940, с. 13-16.

5. Терцаги К. Строительная механика грунта па основе его механических свойств. Госстройиздат, 1933, 252 с.

6. Маньковский Г.И., Столяров М.А. Об устойчивости капитальных выработок в поддувающих породах. М., Углетехиздат, 1951, с. 189.

7. Белозович И.М., Бондаренко А.П. Крепление горных выработок в поддувающих породах. М., Углетехиздат, 1951, с. 270.

8. Цслигоров А.И. Некоторые вопросы пучения горных пород. М.: Углетехиздат, 1949.

9. Сыроватко М.В. О пучении глинистых пород в угольных шахтах. М.: Углетехиздат, 1953, с. 250.

10. Цимбаревич П.М. Механика горных пород. М.: Углетехиздат, 1948,с. 340.

11. Цимбаревич П.М. Рудничное крепление. М.: Углетехидат, 1951,с. 187.

12. Пономарев И.М. Исследование напряженного состояния пучащих пород вокруг выработок, подверженных влиянию очистных работ. Труды Донецкого индустриального института, т. 15, Углетехиздат, 1959, с. 32-36.

13. Городничев В.М. Пучение горных пород и меры борьбы с этим явлением. Центральный институт технической информации (ЦИТИ). 1954, с. 24.

14. Городничев В.М. Современные методы борьбы с пучением горных пород. М.: Госгортехиздат, 1960, с. 340.

15. Шейхет М.Н. Давление пучащих пород на крепь подземных выработок. М.: Углетехиздат, 1955, с. 280.

16. Белаенко Ф.А., Глушко В.Т. Исследование пучения горных пород в капитальных выработках на шахтах Донбасса. Тр. Украинского науч.-исслед. ин-та организации и механизации шахтного строительства, вып. XI. Госгортехиздат, 1960, с. 14-17.

17. Максимов А.П. Выдавливание горных пород и устойчивость подземных выработок. М.: Госгортехиздат, 1963, с. 190.

18. Лыткин В.А. Механизм пучения пород в подземных выработках. М.: Недра, 1965, с. 205.

19. Барановский В.И., Середняков П.Я. Неотложные задачи в изучении проблем горного давления. Уголь, №5, 1963, с. 15-18.

20. Черняк И.Л. Предотвращение пучения почвы горных выработок. М.: Недра, 1978, с. 232.

21. Фролов Э.К., Андриенко В.М. Смещение пород в пластовых подготовительных выработках, испытывающих влияние очистных работ. Уголь Украины, №3, 1983, с. 13-15.

22. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов и их практические применения. Стройиздат, 1948, с. 315.

23. Денисов Н.Я. О природе деформаций глинистых пород. Изд-во Министерства речного флота СССР. 1951, с. 167.

24. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат, 1954, с. 250.

25. Глушко В.Т., Широков А.З. Механика горных пород и охрана выработок. Киев: Наукова думка, 1967, с. 294.

26. Западинский JI.A. Проявление пучения горных пород в выработках и методы борьбы с ним. Уголь, №5, 1975, с. 12—14.

27. Липский С.Б., Буткин Н.А. Борьба с пучением пород в шахтах Приморья. Уголь, №8, 1975, с. 16-18.

28. Сивохин В.И. К механизму деформирования пород почвы горных выработок. Разработка месторождений полезных ископаемых. Сб. научных трудов. Киев, 1976, Вып. 45, с. 43-45.

29. Колотюк В.А. Исследование влияния структуры пород кровли на поведение почвы в подготовительных выработках. Научн. тр. Моск. горного института. 1977, №11, с. 146-150.

30. Литвинский Г.Г. Классификация проявлений горного давления по закономерностям разрушения горных пород вокруг подземных вырабо-ток./Разработка месторождений полезных ископаемых. Сб. научн. тр. Киев, 1981, Вып. 60, с. 3-12.

31. Штумпф Г.Г. Исследования пучения пород в горных выработках./ Крепление и охрана горных выработок. Сб. научн. тр., Новосибирск, 1981, с. 80-85.

32. Липский С.Б., Буткин Н.А. Борьба с пучением пород в шахтах При-морья./Уголь, 1975, №3, с. 43^15.

33. Калиниченко В.Н., Мишин В.Н., Кириченко В.Я. Исследование процессов пучения почвы горных выработок на шахтах Западного Донбас-са.//Геомеханика управления состояния напряженного газонасыщенного мас-сива.//Сб. научн. тр. Киев, 1985, с. 121-126.

34. Борьба с пучением пород в горных выработках. С.Д. Сонин, М.Н. Шейхем, И.Л. Черняк и др. М., Недра, 1966, с. 200.

35. Западинский J1.A. Проявление пучения горных пород в выработках и методы борьбы с ним. Уголь, 1975, с. 36-37.

36. Крепление и поддержание подготовительных выработки в условиях пучащих пород/П.К. Матонин, А.С. Щукин, Г.И. Вальштейн и др. Шахтное строительство, 1967, №3, с. 3-5.

37. Механизированная подрывка на угольных шахтах группы Ланса (Франция). Угольная промышленность, №41, 1976, с. 3—5.

38. Профилеподдирочная машина ПФ-1. Уголь, 1976, №3, с.41.

39. Руководство по прогнозированию пучения почвы подземных горных выработок на шахтах комбината Тулауголь./С.Д. Сонин, И.Л. Черняк, Ю.Г. Мясников и др. М., ЦНИЭИ, 1965, с. 55.

40. Николаенко Н.Н., Байкепжин М.А., Загурская Р.И. Борьба с пучением пород почвы горных выработок шахта Карагандинского бассейна.//Изд-во вузов Горн, тр., 1988, №4, с. 18-21.

41. Способ предотвращения пучения пород в обводненных горных выработках. А.с.1164432/Эагибайло В.Е., Репка В.В., Калинченко В.Н. Заявл. 30.09.83. Ин-т геотехнической механики АНССР. Опубл. 1985, Бюл. №24, МКИ Е21Д 20/00.

42. Нейман Л.К. Механические свойства пород и их влияние на устойчивость выработок./Механика горных пород и горное давление. Сб. научн. тр./ВНИМИ, Л., 1981, с. 42-44.

43. Carr F., Martin Е., Gardner В. How to eliminate roof and floor failures with yield pillar./Goal liming, 1984, 21 №2, p. 62-70.

44. Смирнов А.И., Баймульдин M.K. Расчет модели разрушения крепких пород почвы выработки./Оптимизация технологических схем разработки полезных ископаемых. Сб. научн. тр. Караганда, 1984, с. 93-95.

45. Способ борьбы с пучением в подготовительных выработках при бесцеликовой разработке пластов; А.с.1104289/Ардашев К.А., Иевлев В.И., Фисенко Г.Л. ВНИИ горн.геомех. и маркшейд.дела. Заявл. 15.04.83. Опубл. 1984, Бюл.№27, МКИ Е21Д 13/02.

46. Сигаев В.А., Муратов В.А., Западинский Л.А. Характер проявления пучения в горных выработках шахт Кузбасса./Совершенствование технологии сооружения горных выработок. Сб.научн.тр. — Кемерово, 1976, Вып. 83, с. 103-106.

47. Литвинский Г.Г. Механизм пучения пород почвы подготовительных выработок/Уголь, 1987, №2, с. 16-17.

48. Комиссаров М.А., Сытник А.А., Украинский С.В.Применение анкерной крепи высокой грузонесущей способности как средства предотвращения пучения пород. Технология очистных и подготовительных работ на тонких угольных пластах/Донецк, 1982, с. 96—102.

49. Николаенко Н.Н., Байкенжтн М.А., Загурская Р.И. Борьба с пучением пород почвы горных выработок шахт Карагандинского бассейна. Изд-во вузов Горн, ж., 1988, №4, с. 18-21.

50. Storey R. Roof bolting in Nottinghamshire with particular reference to Ruffed Colliery/Mining Eng. (Cr. Brit), 1988. - 147, №316, p. 325-331.