Геомеханическое обеспечение сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт

Щендрыгин, Александр Григорьевич

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обеспечение сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт"

На правах рукописи

Щендрыгин Александр Григорьевич

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СООРУЖЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ КАМЕР В ВЫЕМОЧНЫХ ПОЛЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк 2004

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе Угольная компания «Кузбассуголь»

Защита состоится 26 февраля 2004 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.252.03 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, ауд. ЗП.

Факс (8-3843) 46-57-22, E-mail: step@sibgiu.kemerevo.su С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан « 24 » января 2004 г.

Ученый секретарь Домрачев А.Н.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Егоров П.В.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

с.н.с. Калинин СИ., кандидат технических наук, с.н.с- Ануфриев В.Е.

Ведущая организация

Открытое акционерное общество «Кузбассгипрошахт»

диссертационного совета, доктор технических наук

пи

27614 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние годы повышение эффективности работы угольных шахт Кузбасса в значительной мере обеспечивается отработкой пологих и наклонных пластов выемочными полями протяженностью до 3,0-3,5 км по простиранию и до 1,5-2,0 км по падению и ростом суточной добычи угля из очистного забоя до 7-8 тыс т. В связи с несвоевременной реконструкцией многих шахт бассейна постоянно возрастают объемы добычи угля в уклонных полях пластов. Для обеспечения нормальной и безопасной работы в этих условиях возрастает необходимость в проведении и эксплуатации камер различного назначения в выемочных полях по пластам.

На шахтах Кузбасса проводится ежегодно около 20 камер и эксплуатируется более 150 камер в выемочных полях, из них примерно 51 % составляют камеры для перегрузки угля в бремсбергах и уклонах, 49 % - камеры насосных установок, электроподстанций, подъемных машин и др. Площадь поперечного сечения камер составляет 16-70 м2, длина - 4,5-70,0 м, преобладающая площадь сечения камер приводов ленточных конвейеров 34-50 м2, подъемных машин - 50-60 м2. Из общего объема камер 78-83 % крепят металлической рампой крепью из спецпрофиля СВП-22,27, двутавровых балок и швеллеров. На крепление одного метра камеры расходуется от 0,6 до 2 т металла. Производительность труда по проведению камер буровзрывным способом в подавляющем большинстве не превышает 0,4 м3/чел.-смену, комбайновым- 1,4 м3/чсл.-смену.

Большой расход крепежных материалов, высокая трудоемкость возведения крепи и низкая производительность горнопроходческих работ обусловлены главным образом слабым геомеханическим обеспечением всего комплекса вопросов сооружения, крепления и поддержания камер в выемочных полях угольных пластов, недостаточной изученностью закономерностей геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах и надежности и эффективности работы анкерной и других облегченных типов крепи в камерах, эксплуатируемых вне и в зоне влияния очистных работ. Применяемые технолого-геомехапические решения сооружения камер в выемочных полях несовершенны, малоэффективны.

В этой связи актуальными являются исследования, направленные па гсоме-ханическое обоснование способов и средств сооружения камер в выемочных полях угольных шахт.

Диссертация выполнена на шахтах Кузбасса и в лабораториях Кузбасского государственного технического университета в соответствии с планами научно-исследовательских работ ОАО УК «Кузбассуголь» за 1995-2002 гг.

Цель работы - геомеханическое обоснование способов и средств сооружения камер в выемочных полях угольных шахт, обеспечивающих повышение эффективности их проведения, крепления и поддержания.

Идея работы заключается в использовании -установ^рных закономерностей проявлений горного давления

воздействием горно-подготовительных и очистных работ для геомеханического обоснования сооружений и крепи камер.

Задачи исследований:

- установить закономерности геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах и проявлений горного давления в камерах, сооружаемых вне и в зоне влияния очистных работ в выемочных полях угольных пластов;

- разработать технолого-геомеханические решения сооружения камер в выемочных полях угольных пластов;

- обосновать технологические схемы крепления камер в выемочных полях угольных пластов;

- выбор и обоснование параметров анкерной крепи и анкерной крепи в сочетании с металлической рамной для камер выемочных полей по угольным пластам.

Методы исследований. Анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта сооружения камер при подземной разработке полезных ископаемых; лабораторные исследования прочностных свойств вмещающих горных пород; инструментальные наблюдения за геомеханическими процессами в камерах с использованием контурных и глубинных реперов; экспериментальные исследования прочности закрепления сталеполимерных анкеров в различных типах пород в шахтных условиях; обработка результатов экспериментов методами математической статистики; технико-экономическое сравнение технических и технологических решений.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

- геологические и геомеханические условия проведения, крепления и поддержания камер в выемочных полях угольных пластов Кузбасса характеризуются четырьмя группами: первая - вмещающие породы пластов однородные песчаники или алевролиты мощностью не менее ширины камеры с коэффициентом структурного ослабления К,>0,9 и пределом прочности при сжатии а^Ю МПа; вторая — вмещающие породы пластов песчаники, алевролиты или их переслаивания мощностью не менее ширины камеры, третья - кровля и почва пластов разнотипные, Кс=0,4-0,5, (7^=30-50 МПа; четвертая - кровля и почва пластов сильно трещиноватые, тонкослоистые породы,

- технолого-геомехапические решения сооружения камер высотой до 5 м сплошным забоем по высоте и камер высотой 5,1-6,5 м двумя слоями последовательно в нисходящем порядке с делением забоя камеры по высоте с отношением высоты верхнего слоя к высоте нижнего слоя 0,8:1,2 обеспечивают благоприятные геомеханические условия их сооружения, повышение производительности труда на 30-35 % и увеличение скорости проходки на 24-30 %;

- на основе геомеханического обоснования предложены технологические схемы проведения камер в различных условиях, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели;

- основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной в камерах выемочных полей угольных пластов являются камеры, в которых

смещение заанкерованных пород кровли за срок службы не превышает 65 мм, ан-керно-металлической рамной - камеры при смещении пород кровли более 65 мм.

Достоверность и обоснованность положений и рекомендаций подтверждаются:

- обследованием состояния 48 камер и выявлением причин опасных деформаций вмещающих пород и крепи;

- представительным объемом инструментальных наблюдений в 26 камерах на 14 шахтах, охватывающих типичные горно-геологические и горнотехнические условия Кузбасса;

- значительным объемом лабораторных испытаний прочностных свойств углевмещающих горных пород бассейна (испытано более 160 проб пород);

- испытанием прочности закрепления сталсполимерных анкеров в типичных боковых породах и угле (более 10 шахтопластов);

- хронометражными наблюдениями за геомеханическими процессами проведения камер с применением различного горнопроходческого оборудования (в 7 камерах).

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности геомеханических процессов в углепородных массивах вокруг камер в выемочных полях угольных пластов, дана оценка влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на устойчивость камер;

- установлены закономерности деформаций и смещений пород в камерах в зависимости от их геометрических параметров и способа охраны;

- обоснованы технолого-геомеханические условия сооружения камер с различными геометрическими параметрами: площадью поперечного сечения, шириной и высотой;

- разработаны технологические схемы крепления при комбайновом и буровзрывном способах проведения с применением горнопроходческого оборудования нового технического уровня;

- установлены параметры анкерной крепи для камер и геомеханические условия крепления камер анкерной крепью в сочетании с металлической рамной, сооружаемых в выемочных полях угольных пластов.

Личный вклад автора состоит в:

- обследовании состояния камер и установлении причип опасных деформаций вмещающих пород и крепи камер;

- выполнении визуальных и инструментальных наблюдений за геомеханическими процессами и проявлениями горного давления в камерах;

- испытании в шахтных условиях прочности закрепления сталеполимерных анкеров в породных и угольных массивах;

- исследовании в лабораторных условиях прочностных свойств горных пород;

- обработке результатов исследований с применением ЭВМ;

- разработке технолого-геомеханических решений и технологических схем сооружения и средств крепления камер.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные результаты позволяют:

- управлять геомеханическими процессами и проявлениями горного давления в камерах, проводимых и эксплуатируемых вне и в зоне влияния очистных работ;

- применить технолого-геомеханические решения сооружения камер в зависимости от их геометрических параметров и расположения в выемочных полях угольных пластов с различными горно-геологическими условиями;

- обосновывать прогрессивные технологические схемы крепления камер с применением высокопроизводительного горнопроходческого оборудования;

- устанавливать область возможного и эффективного применения анкерной крепи и анкерной крепи в сочетании с металлической рамной и обосновать параметры анкерной крепи и режим активной совместной работы анкерной и рамной крепи.

Реализация работы. Основные результаты исследований и рекомендации используются на шахтах ОАО УК «Кузбассуголь» и в учебном процессе КузГТУ.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты докладывались на научных конференциях КузГТУ (г. Кемерово, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2003 гг.), на научно-техническом совете ОАО УК «Ленинск-уголь» (г. Ленинск-Кузнецкий, 1998), техническом совете Кузнецкого управления Госгортехнадзора России (г. Кемерово, 1999), IV Международной научно-практической конференции (г. Кемерово, 2001), Международной научно-практической конференции, проводимой в рамках выставки-ярмарки «Уголь России и Майнинг-2002» (г. Новокузнецк, 2002).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 7 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 167 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 42 рисунка и список литературы из 126 наименований.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность профессо-

ру, д.т.н.

Г.Г. Штумпфу

за помощь в проведении лабораторных исследований

и методическую помощь в постановке инструментальных наблюдений в шахте.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ производственного опыта и результатов научно-исследовательских работ по сооружению и повышению устойчивости камер капитальных и подготовительных выработок при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Большой вклад в решение задачи обеспечения устойчивости капитальных и подготовительных выработок по одиночным и сближенным угольным пластам, геомеханическому обоснованию способов и средств крепления выработок вне и в зоне влияния очистных работ внесли К.А. Ардашев, В.Е. Ануфриев, Н.П. Бажин,

И.В. Баклашов, А.А. Борисов, Н.С. Булычев, Г.И. Грицко, И.А. Давидович,

A.Н. Динник, П^. Егоров, Ю.А. Заславский, СИ. Калинин, В.Н. Каретников, Г.Н. Кузнецов, М.В. Курленя, Н.В. Мельников, М.М. Протодьяконов,

B.В. Райский, Я. Фармер, В.Н. Фрянов, И.Л. Черняк, А.П. Широков, Г.Г. Штумпф, О. Якоби и др.

В работах С.Г. Авершина, Б.В. Бокия, А.А. Мельникова, В.М. Мосткова, И.Д. Насонова, Н.М. Покровского, Л.Д. Шевякова и других рассмотрены вопросы выбора и обоснования способов сооружения, крепления и эксплуатации выработок большой площади и камер. Применительно к разработке угольных месторождений эти вопросы наиболее полно обоснованы для комплекса камер околоствольных дворов.

Анализ горно-подготовительных и очистных работ на шахтах Кузбасса показал, что здесь ежегодно проводится около 20 камер и эксплуатируется свыше 150 камер внутри выемочных полей по разрабатываемым угольным пластам. Необходимость в сооружении довольно большого числа камер в выемочных полях угольных пластов обусловлена в основном увеличением размеров выемочных полей до 2,5-3,0 км, ростом нагрузки на очистной до 7-8 тыс т угля в сутки и несвоевременной реконструкцией шахт. По этой причине большая часть пологих и наклонных пластов отрабатывается уклонными полями, в особенности в Ленинском, Беловском, Осинниковском, Томусииском и Кемеровском районах бассейна. Из общего объема камер в выемочных полях около 51 % составляют камеры для перегрузки угля в бремсбергах и уклонах, 25 % - насосные, 12 % - электроподстанций, 8 % - подъемпых машин и установок 4 % - прочие. Площадь поперечного сечения камер находится в пределах 16-70 м2, камер приводов ленточных конвейеров - 34-50 м2, подъемных машин - 50-60 м2, длина камер - 4,5-70,0 м, преобладающая ширина 7-12 м. Примерно 78-83 % всех камер крепится металлической рамной крепью га спещтрофиля СВП, двутавровых балок и швеллеров и лишь около 2 % - сталеполимерной анкерной крепью. На крепление одного метра камеры расходуется от 0,6 до 2,0 т металла, трудоемкость крепления камер площадью сечения более 30 м2 составляет около 60 % продолжительности смены. Производительность труда по проведению камер буровзрывным способом 'составляет в основном не более 0,4 м3/чел.-смену, комбайновым — 1,4 мчел.-смену.

Низкий эффект горнопроходческих работ и большие затраты на крепление камер в выемочных полях обусловлены главным образом тем, что для этой группы выработок недостаточно изучены закономерности геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах и несовершенны технолого-геомеханические решения сооружения камер. Не имеется пока научно обоснованных данных о работе анкерной крепи в выработках большой площади поперечного сечения в углепородных массивах.

На основе вышеизложенного сформулированы цель и задачи диссертационных исследований.

Во второй главе изложены результаты исследования геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах и проявлений горного давления в

камерах, сооружаемых и поддерживаемых вне и в зоне влияния очистных работ. Шахтные наблюдения проводились в 26 камерах с типичными горногеологическими и горнотехническими условиями на 14 шахтах Кузбасса. Смещения пород определялись с помощью контурных и глубинных реперов, прочность пород в боках камер - лабораторными испытаниями образцов в лаборатории КузГТУ.

Выполненными исследованиями установлено, что геологические условия камер в выемочных полях по угольным пластам Кузбасса характеризуются четырьмя группами. Первая группа включает пласты угля, кровля и почва которых сложены однородными песчаниками или алевролитами мощностью не менее ширины камеры с коэффициентом структурного ослабления К^О^ и пределом прочности при сжатии а^Ю МПа; вторая — пласты угля, кровля и почва которых песчаники, алевролиты или их переслаивания с третья -

боковые породы пластов разнотипные, слоистые, трещиноватые,

четвертая группа - боковые породы пластов сильно трещиноватые, тонкослоистые, Кс<0,4, а^^О МПа. В камерах, сооружаемых в условиях первой группы, смещения кровли и почвы за срок их службы вне зоны влияния очистных работ не превышают 40-50 мм, второй группы - 60-70 мм, в условиях третьей и четвертой группы - они достигают 120-160 мм. Смещения пород в камерах в условиях первой и второй группы происходят в основном в течение 1,01,5 мес. после их обнажения, в камерах с условиями третьей и четвертой группы -в течение 2,5- 3,0 мес.

Основными факторами, влияющими на геомеханические процессы в угле-породных массивах вокруг камер и проявления в них горного давления, являются прочность вмещающих пород, площадь сечения, ширина, отношение ширины к высоте, глубина расположения камер и воздействие на них очистных работ.

Величина и скорость смещений пород кровли посредине камер в 1,5-2,0 раза больше, чем со стороны боков, причем наиболее существенна разница в камерах шириной более 8 м. На рис. 1 приведены типичные графики смещений пород в камере перегрузки угля в уклоне вне зоны влияния очистных работ. Площадь сечения камеры в проходке 52 м2, ширина 9 м, глубина расположения 250 м, прочность вмещающих пород

Инструментальными наблюдениями выявлено, что вне зоны влияния очистных работ увеличение ширины камеры в интервале от 5,5 до 13,0 м, т.е. в 2,4 раза, сопровождается при прочих равных условиях ростом смещений пород кровли и почвы в среднем в 2,8 раза (рис. 2, а), а увеличение отношения ширины к высоте камеры в интервале от 1,6 до 2,4, т.е. в 1,5 раза, - ростом смещений пород кровли и почвы в 2,5 раза (рис. 2, б).

Увеличение прочности вмещающих пород обусловливает значительное снижение смещения пород и повышение устойчивости камер.

Рисунок 1 — Графики смещений пород в камере перегрузки угля: 1 - кровли и почвы посредине камеры (глубина закладки реперов 0,3 м); 2 -то же, со стороны боков камеры; 3 - то же, посредине камеры (глубина реперов в кровлю 2,5 м, почву - 0,3 м); 4 - то же, со стороны боков камеры; 5 - боков камеры (глубина закладки реперов 0,3 м)

Рисунок 2 — Графики смещений пород кровли и почвы в камере в зависимости от ширины в (а) и от отношения ширины в к высоте h камеры (б)

Наиболее существетюе снижение смещения кровли и почвы в камерах происходит при увеличении прочности пород от 40 до 50 МПа, а рост прочности пород свыше 80 МПа сравнительно мало влияет на их смещение. Влияние проч-

поста боковых пород на процессы их деформаций и смещения наиболее сильно проявляется в камерах шириной более 8,0-8,5 м (рис. 3, а).

По данным инструментальных наблюдений с глубиной расположения камер смещения пород в них возрастают, однако вне зоны влияния очистных работ увеличение смещения пород кровли и почвы происходит в 2,0-2,5 раза медленнее роста глубины размещения камер. С увеличением ширины камеры соотношения между этими показателями уменьшаются (рис. 3, б).

а

Рисунок 3 - Графики смещений пород кровли и почвы в камерах в зависимости от прочности Стсж вмещающих пород (а) и глубины Н расположения (б): 1,2,3 — ширина камер соответственно 6,8-7,5; 8,6-9,4 и 11-12 м

Установлено, что влияние очистных работ на геомеханические процессы в углепородных массивах вокруг камер и проявления в них горного давления в наибольшей мере зависят от ширины предохранительных целиков, площади сечения камер и соотношения времени сооружения камеры и отработки соседнего столба (столбов). Соотношение времени сооружения камеры и отработки соседнего столба является фактором, позволяющим в значительной мере управлять устойчивостью камер при одних и тех же сравнительно небольших размерах предохранительного целика (рис. 4).

Графики, приведенные на рис. 4, соответствуют условиям: площадь сечения камер 32-44 м2, глубина расположения - 250-280 м; предел прочности пород кровли и почвы на сжатие — 56-60 МПа.

При сооружении камер, охраняемых целиками шириной 24-30 м, спустя 34 мес. после отработки соседнего столба обеспечивается снижение в них смещения пород кровли и почвы в 1,8-2,1 раза по сравнению с сооружением их спустя месяц после отработки столба.

Ц,т 60 40

20 О

1. 2 3 4 5 6 £мес

Рисунок 4 - Графики смещений кровли и почвы в камере в зависимости от продолжительности разрыва (^ мес.) между отработкой смежного столба и сооружением камеры на границе с ним: 1,2 — ширина предохранительного целика угля соответственно 24 и 50 м и продолжительность разрыва между работами один месяц; 3,4- ширина целика соответственно 24 и 50 м и продолжительность разрыва между работами 3 мес.

Шахтными наблюдениями установлено влияние расположения камер в выработках относительно мест сопряжений и пересечений последних на геомеханические процессы во вмещающих породах и устойчивость камер, а также воздействие на эти процессы порядка проведения выработок и сооружения в них камер. Сооружение камер в ранее пройденных выработках по пластам с низкой прочностью и устойчивостью пород кровли путем расширения выработок сопровождается в основном опасными деформациями и вывалами пород кровли до 0,8-1,2 м. Влияние сопряжений и пересечений выработок на сооружаемые в выработках камеры довольно существенно проявляется па расстоянии до 10-15 м от узла сопряжения выработок, на расстоянии более 20-25 м от узла сопряжения воздействие сопряжения выработок на состояние и устойчивость камер не наблюдается.

В третьей главе представлены технолого-геомеханические решения сооружения камер внутри выемочных полей по угольным пластам. Исследованиями, выполненными в лабораториях КузГТУ на моделях методом фотоупругости, установлено, что по условиям распределения напряжений вокруг камер различных форм поперечного сечения оптимальными являются арочная форма и сводчатая форма с прямыми стенами. В камерах сводчатой формы с прямыми степами с отношением ширины к высоте 1:1 коэффициент концентрации напряжений непосредственно в углах камеры у почвы равен 10; на расстоянии 2 м от угла - 3; в боках - 3,5; в кровле и почве - 0,4. В камерах с отношением ширины к высоте 2:1 область распределения напряжений вокруг камеры в 1,4-1,7 раза больше, чем во-

круг камеры с отношением ширины к высоте 1:1, почти в 2,0-2,2 раза больше и область растягивающих напряжений в кровле и почве камеры.

Обоснованы технолого-геомеханические условия и область эффективного сооружения камер комбайновым способом. По данным шахтных наблюдений при комбайновом способе сооружения камер площадь устойчивого обнажения пород кровли при прочих равных условиях на 20-26 % больше, чем при буровзрывном. Камеры высотой до 5 м непосредственно внутри протяженных выработок по пологим пластам как с угольным забоем, так и со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород до 0,75 и их прочности наиболее эффективно и надежно сооружать комбайновым способом одновременно с проходкой выработок с применением единого проходческого оборудования (проходческих комбайнов КП-25, П-110, П-220,4ПП-2М, ленточных и скребковых копвейе-ров, моиорельсовых дорог и других) нового технического уровня. При этом по .сравнению с устройством камер после проведения выработок путем их расширения резко снижаются опасные деформации пород кровли, повышается производительность труда на 30-35 % и увеличивается скорость сооружения камер на 2430 %. Показаны технолого-геомеханические условия и экономическая эффективность сооружения одиночных камер одной и несколькими отдельными заходками по ширине камеры, разработаны прогрессивные технологические схемы сооружения одиночных камер и камер внутри протяженных выработок с применением эффективного проходческого оборудования и транспортно-доставочных средств.

Установлены технолого-геомеханические условия и область эффективного сооружения камер буровзрывным способом. Показано, что камеры по породам и со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород и

прочности пород целесообразно сооружать буровзрывным способом,

причем камеры шириной до 5 м - одной заходкой, шириной до 9 м — двумя заход-ками и шириной до 17 м - тремя заходками.

Исходя из закономерностей распределения напряжений в породах вокруг проводимых выработок предложен способ сооружения камер тремя заходками, заключающийся в следующем. Камеру по ширине делят на три части. Первоиа-чальпо проводится заходка (часть) на всю длину со стороны одного из боков камеры, затем в этом же направлении заходка со стороны второго бока камеры и после этого разрабатывают и крепят (обычно анкерной крепью) средшою заходку камеры. При этом способе исключается существешюе взаимное влияние процесса перераспределения напряжений в породах вокруг заходок у боков камеры, так как средняя заходка является временным предохранительным целиком. К моменту разработки средней части камеры перераспределение напряжений во вмещающих породах в боковых частях в основном стабилизируется.

Показана целесообразность сооружения буровзрывным способом одиночных камер высотой до 4 м сплошным забоем по высоте и камер высотой 4,1-5,0 м сплошным забоем с уступной его разработкой двумя частями с отношением высоты верхней части к высоте нижней части камеры 0,5:1,5. При таком соотношении высоты частей забоя камеры обеспечиваются благоприятные технолого-геомеханические условия процессов бурения и крепления камер.

Для сооружения одиночных камер преимущественно протяженностью до 35-40 м рекомендуется применять мобильное горнопроходческое оборудование на гусеничном и пневмоколесном ходу. Показано, что в этих условиях, в особенности при сооружении камер двумя и тремя заходками, в качестве трапспортно-доставочных средств наиболее экономично применять самоходные вагоны на пневмоколесном ходу. В условиях шахт Кузбасса их применение вместо скребковых конвейеров обеспечивает снижение стоимости транспортно-доставочных работ в камерах на 22-29 % (на 3-4 р./м3 сооружаемой камеры).

Обоснованы технолого-геомеханические условия и параметры сооружения камер слоями по высоте в нисходящем порядке. По условиям устойчивости породных обнажений, безопасности и трудоемкости возведения крепи камеры высотой 5,1-6,5 м наиболее надежно и эффективно сооружать с делением забоя камеры по высоте на два слоя с соотношением высоты верхнего и нижнего слоев 0,8:1,2 и последовательной разработкой слоев по всей длине в нисходящем порядке (рис. 5).

Рисунок 5 - Схема сооружения камеры двумя слоями в нисходящем порядке с креплением анкерной крепью: I, II - слои камеры; 1 - буропогрузочная машина 2ПНБ-2Б; 2 - самоходный вагон 5ВС-15М

В четвертой главе изложены результаты исследований работы различных типов и конструкций крепей, выбора и обоснования условий применения и параметров анкерной крепи и анкерной в сочетании с металлической рамной крепью. Выявлены основные технические и технологические недостатки металлических рамных крепей камер из спецпрофиля СВП, двутавровых балок и швеллеров, показаны их высокая материалоемкость и трудоемкость возведения, слабая взаимо-

увязка несущей способности применяемых рамных крепей со степенью проявлений горного давления в камерах.

Шахтными наблюдениями раскрыты особенности деформирования и разрушения пород кровли в зависимости от их строения и прочности и ширины камеры. Установлены четыре характерные формы потери устойчивости пород кровли в камерах шириной от 6 до 15 м.

Максимальные величины безопасного опускания заанкерованных пород кровли для камер шириной 6,5-7,0 м составляют: при прочности пород стсж=70-80 МПа - 65-75 мм, при прочности пород <7,^=50-60 МПа - 53-64 мм (рис. 6).

Рисунок 6 - Графики максимальных величин безопасного опускания U заанкерованных пород кровли в камерах в зависимости от их ширины вк : 1 - предел прочности пород 0,31=50-60 МПа; 2 - СТсж=70-80 МПа

Основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной являются камеры вне зоны влияния очистных работ, смещения заанкерован-ной кровли в которых за срок службы не превышают 50-65 мм.

Обработкой результатов шахтных исследований методами математической статистики получено выражение для определения длины анкеров в кровле ста-леполимерпой анкерной крепи в зависимости от прочности пород о^ (МПа), ширины вк (м), высоты А* (м) и глубины Н(м) расположения камеры:

1ах = 0,2 + 0,002#+0,4вк + 0,06АК - 0,040^ +/,+/,,

где I, - величина заглубления стержня за пределы зоны опасных деформаций и возможных обрушений пород кровли, рекомендуется принимать /,=0,4-0,5 м; I, - длина выступающей из скважины части стержня, /,—0,1 -0,2 м.

Для камер шириной 6 м расчетная длина анкеров по данному выражению для условий шахт Кузбасса составляет 1,6-2,0 м, для камер шириной 8, 10 и 12 м- соответственно 2,3-2,8; 2,9-4,0 и 3,8-5,0 м. Расчетная длина анкеров в боках камер находится в пределах 1,2-2,2 м.

Установлены особенности работы анкерной крепи в сочетании с металлической рамной и область эффективного применения анкерно-рамттой крепи. На основании результатов шахтных наблюдений рекомендуется камеры при проходке крепить анкерной крепью, а металлическую рамную крепь возводить к моменту начала активной работы анкерной крепи и смещения заанкерованных пород кровли на 25-30 мм. При такой величине смещения заанкерованные породы сохраняют практически сплошность, и анкеры и породы работают как единая активная система. Совместная активная работа анкерной крепи и рамной в податливом режиме обеспечивается при условии, когда податливость рамной крепи не менее величины безопасного смещения заанкерованных пород кровли, в подавляющем большинстве 50-60 мм. Выявлено, что для предотвращения разгрузки анкерной крепи рамной, в особенности жесткой, в течение всего времени эксплуатации камеры рамы следует устанавливать на расстоянии не менее 0,3-0,4 м от анкерной крепи. При меньшем расстоянии под действием распорных сил рам происходит уплотнение частично деформированных и ослабленных нижних слоев заанкерованных пород и вследствие этого разгрузка анкеров на контуре кровли камеры.

Основной областью эффективного применения анкерной крепи в сочетании с металлической рамной являются камеры, сооружаемые вне и в зоне влияния очистных работ, смещение заанкерованных пород кровли в которых за срок службы превышает 65 мм.

Реализация разработанных способов и средств геомеханического обеспечения сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных пластов обеспечивает снижение полной стоимости 1 м3 камеры на 25-32 % (от 60 до 115 р./м3), расхода крепежных материалов - в 2,8-3,5 раза, снижение трудоемкости крепления в 1,7-2,5 раза и повышение безопасности работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи геомеханического обеспечения сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт, имеющей существенное значение для разработки угольных месторождений.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На шахтах Кузбасса проводится ежегодно около 20 камер и эксплуатируется свыше 150 камер в выемочных полях по угольным пластам. Из них около 51 % составляют камеры для перегрузки угля в бремсбергах и уклонах, 25 % -

насосные, 12 % - электроподстанций, 8 % - подъемных машин и установок, 4 % -прочие. Площадь поперечного сечения камер составляет 16-70 м2, длина - 4,570,0 м, преобладающая площадь поперечного сечения камер приводов ленточных конвейеров 34-50 м2, подъемных машин - 50-60 м2. Из общего объема камер 7883 % крепится металлической рамной крепью из спецпрофиля СВП 22, СВП 27, двутавровых балок и швеллеров, расход металла на крепление 1 м3 камеры составляет от 22 до 30 кг. Производительность труда по проведению камер буровзрывным способом в подавляющем большинстве не превышает 0,4 м3/чсл.-смену, комбайновым-1,4 м3/чел.-смену.

2. Установлено, что геологические условия проведения, крепления и поддержания камер внутри выемочных полей по угольным пластам Кузбасса характеризуются четырьмя группами: первая - кровля и почва пластов однородные песчаники или алевролиты мощностью не менее ширины камеры с коэффициентом структурного ослабления и пределом прочности при сжатии

вторая - боковые породы пластов песчаники, алевролиты или их переслаивания мощностью не менее ширины камеры, 1^=0,8, СТсж=50-70 МИа; третья - боковые породы пластов разнотипные,

тая - боковые породы пластов сильно трещиноватые, тонкослоистые, Осж<30МПа.

В камерах, проводимых в условиях первой группы и не испытывающих влияния очистных работ, смещения пород кровли и почвы за срок их службы не превышают 40-50 мм, в условиях второй группы - 60-70 мм, в условиях третьей и четвертой группы - смещения пород достигают 120-160 мм.

Величина и скорость смещений пород кровли посредине камер при прочих равных условиях в 1,5-2,0 раза больше, чем со стороны боков, причем наиболее интенсивно возрастает различие в смещениях при увеличении ширины камеры более 8-9 м.

3. Выявлено, что сооружение камер в ранее пройденных выработках по пластам с низкой прочностью и устойчивостью пород кровли

путем расширения выработок сопряжено в основном с опасными деформациями и вывалами пород кровли на высоту до 0,8-1,2 м. Аналогично происходит процесс деформаций пород кровли с такими же свойствами в камерах, устраиваемых в ранее пройденных выработках, на расстоянии менее 10-15 м от узла их сопряжения или пересечения при ответвлении примыкающей выработки под углом менее 4045°. На расстоянии более 20-25 м от узла сопряжения влияние сопряжения выработок на устойчивость пород и состояние камер не проявляется.

4. Влияние очистных работ на геомеханические процессы в породах вокруг камер и их устойчивость зависят главным образом от ширины предохранительного целика между камерой и очистной выработкой, площади поперечного сечения камеры и времени проведения камеры относительпо времени ведения очистных работ в соседнем выемочном столбе. В камерах при ширине целика угля 30-40 м, проводимых до отработки соседнего столба, смещения пород кровли и почвы при прочих равных условиях в 1,8-2,3 раза больше, чем при их проходке через 56 мес. после отработки соседнего столба, а при проведении через 1-2 мес. после

отработки соседнего столба - в 1,5-1,7 раза больше, чем спустя 6-7 мес. Ширина целика, обеспечивающего охрану камер площадью поперечного сечения 25-28 м2 от вредного влияния очистных работ, в 1,3-1,4 раза меньше, чем камер площадью сечения 35-40 м2 (при других одинаковых условиях), и в 1,5-1,6 раза меньше, чем камер площадью 46-52 м2.

5. Камеры высотой до 5 м непосредственно внутри протяженных выработок по пологим пластам как с угольным забоем, так и со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород до 0,75 и их прочности при сжатии не более 75 МПа целесообразно сооружать комбайновым способом одновременно с проходкой выработок с применением единого горнопроходческого оборудования. При этом по сравнению с сооружением камер после проходки выработок обеспечивается значительное снижение опасных деформаций вмещающих пород, повышение производительности труда на 30-35 % и увеличение скорости сооружения камер на 24-30 %. Обоснованы технико-экономические условия целесообразного сооружения комбайновым способом одиночных камер внутри выемочных полей. Показана область эффективного применения самоходных вагонов на пневмоко-лесном ходу для выполнения транспортно-доставочных работ.

6. Обоснованы технолого-геомеханические решения сооружения камер со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород более 0,75 и прочностью пород свыше 75 МПа буровзрывным способом с применением мобильного бурильного, погрузочного и транспортно-доставочного оборудования. Длина камер этой группы в подавляющем большинстве не более 40-45 м. Показана технико-экономическая эффективность сооружения камер высотой до 4 м сплошным забоем по высоте и камер высотой 4,1-5,0 м сплошным забоем с уступной его разработкой двумя частями с отношением высоты верхней части к высоте нижней части камеры 0,5:1,5.

7. Разработаны технолого-геомеханические решения сооружения камер высотой 5,1-6,5 м двумя слоями (уступами) последовательно в нисходящем порядке с делением забоя камеры по высоте с соотношением высоты верхнего и нижнего слоев 0,8:1,2. При таком соотношении высоты слоев обеспечивается возможность применения высокопроизводительного мобильного горнопроходческого оборудования, снижается трудоемкость и опасность крепления камер анкерной и другими типами крепи.

8. На основании установленных закономерностей геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах установлена область возможного и безопасного применения анкерной крепи в камерах внутри выемочных полей и обоснованы ее параметры. Основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной являются камеры вне зоны влияния очистных работ, смещение зашифрованных пород кровли в которых за срок службы не превышает 50-65 м. Длина анкеров в кровле для камер шириной 6 м составляет 1,6-2,0 м, для камер шириной 8,10 и 12 м - соответствешю 2,3-2,8; 2,9-4,0 и 3,8-5,0 м.

9. Установлена область эффективного применения анкерной крепи в сочетании с металлической рамной в камерах и показан режим их активной совместной работы. Основную область применения анкерно-рамной крепи составляют

камеры, смещение заанкерованных пород кровли в которых за срок службы превышает 65 мм. При проведении камер их рекомендуется крепить анкерной крепью, а рамную крепь возводить к моменту смещения заанкерованных пород кровли па 25-30 мм. Для предотвращения разгрузки анкерной крепи рамной, в особенности жесткой, рамы следует устанавливать на расстоянии от анкерной не менее чем на 0,4 м.

10. Реализация разработок и рекомендации данной работы обеспечивают снижение стоимости проведения и крепления камер внутри выемочных полей по угольным пластам на 25-30 % и расхода крепежных материалов в 2,8-3,5 раза.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующихработах:

1. Щендрыгин А.Г. Анализ опыта проведения камер внутри выемочных полей по угольным пластам // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы IV Междунар. науч.- практ. копф. - Кемерово: КузГТУ, 2001. - С. 168172.

2. Щендрыпш А.Г. Рекомендации по совершенствованию технологии проведения камер внутри выемочных полей по угольным пластам // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. -Кемерово: КузГТУ, 2001. - С. 174-176.

3. Штумпф Г.Г. Повышение безопасности горных выработок при их креплении анкерной крепью / Г.Г. Штумпф, П.В. Егоров, А.Г. Щендрыгин // Безопасность труда в промышленности. - 2002. - № 2.- С. 30-33.

4. Щендрыгин А.Г. Инженерно-геологические условия проведения камер внутри выемочных полей по уголышм пластам // Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. № 19. - Кемерово: Кузбассуглетехнология, 2002.- С. 47-52.

5. Щендрыгин А.Г. Результаты исследований деформаций заанкерованных пород кровли и потери устойчивости подготовительных выработок // Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемы: Сб. науч. тр. № 19. - Кемерово: Кузбассуглетехнология, 2002. - С.52-58.

6. Щендрыгин А.Г. Геомеханическое обоснование охраны и крепления камер, сооружаемых внутри выемочных полей по угольным пластам // Вестник КузГТУ.-2003.- № 1 . - С. 17-19.

7. Щендрыгип А.Г. Обоснование параметров анкерной крепи и эффективности ее применения в камерах внутри выемочных полей по угольным пластам // Вопросы повышения безопасности горных работ на шахтах: Материалы науч.-практ. конф. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003, - С. 25-27.

Щендрыгин Александр Григорьевич

Автореферат

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СООРУЖЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ КАМЕР В ВЫЕМОЧНЫХ ПОЛЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Подписано в печать 19.01.04. Формат 60x84/16. Бумага белая писчая. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 37 ГУ СибТИУ, 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42. Типография ГУ КузГТУ, 650099, г. Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

»-226Ü

РНБ Русский фонд

2004-4 27614

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Щендрыгин, Александр Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ. 2

1 АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ ■4 И КРЕПЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ КАМЕР. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 9

1.1. Анализ состояния сооружения камер в выемочных полях угольных пластов на шахтах Кузбасса. 9

1.1.1. Общая информация о камерах в выемочных полях. 9 г 1.1.2. Способы и оборудование, применяемые для сооружения камер. 11 я,

1.1.3. Крепление и поддержание камер. 20

1.3. Состояние вопроса сооружения камер при подземной раз

• I. работке полезных ископаемых. 22

ВЫВОДЫ. 33 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ВО ВМЕЩАЮЩИХ УГЛЕПОРОДНЫХ МАССИВАХ И ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В КАМЕРАХ ВЫЕМОЧНЫХ ПОЛЕЙ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ. 36

2.1. Исходные замечания. 36

2.2. Объекты и методики лабораторных и шахтных исследований. 37

2.3. Результаты исследований геомеханических процессов и проявлений горного давления в камерах, проводимых по угольным пластам и не испытывающих влияния очистных работ. 40

2.4. Результаты исследований геомеханических процессов и проявлений горного давления в камерах, проводимых в горных породах, не испытывающих влияния очистных работ. 53

2.5. Результаты исследований в камерах, проводимых в угле-породных массивах и испытывающих влияния очистных работ. 56

2.6. ' Оценка основных влияющих факторов на геомеханические процессы в массивах пород вокруг камер и проявления в них горного давления. 62

ВЫВОДЫ. 77

3. ТЕХНОЛОЮ-ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ КАМЕР В ВЫЕМОЧНЫХ ПОЛЯХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ. 75

3.1. Особенности сооружения камер внутри выемочных по

• лей. 75

1}

3.2. Геомеханическое обоснование и выбор рациональной формы камер. 76

3.3. Технолого-геомеханическое обоснование сооружения камер комбайновым способом. 84

3.4. Технолого-геомеханическое обоснование сооружения камер буровзрывным способом одной заходкой. 92

3.5. Технолого-геомеханическое обоснование сооружения камер отдельными заходками. 97

3.6. Технолого-геомеханическое обоснование сооружения камер сплошным забоем с уступной его разработкой. 101

3.7. Технолого-геомеханическое обоснование сооружения камер двумя слоями по высоте в нисходящем порядке. 106

3.8. Обоснование технолого-геомеханической и экономической целесообразности взаимоувязки во времени проведения выработок и сооружение камер внутри выемочных полей. 111

3.9. ВЫВОДЫ. 116

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ КАМЕР В ВЫЕМОЧНЫХ ПОЛЯХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ.119

4.1. ч Оценка работы и эффективности крепления камер металлической рамной и монолитной бетонной крепями. 119

4.2. Геомеханическое обоснование условий крепления камер анкерной крепью. 123

4.3. Обоснование и выбор параметров анкерной крепи камер. 133

4.4. Крепление камер анкерной крепью в сочетании с метапли-^ ческой рамной и обоснование рационального режима их совместной работы. 140

4.5. * Эффективность крепления камер различными типами крепи.143

4.6. ВЫВОДЫ.146

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обеспечение сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт"

Актуальность работы. В последние годы повышение эффективности работы угольных шахт Кузбасса в значительной мере обеспечивается отработкой пологих и наклонных пластов выемочными полями протяженностью до 3,0-3,5 км по простиранию и до 1,5-2,0 км по падению и ростом суточной добычи угля из очистного забоя до 7-8 тыс т. В связи с несвоевременной реконструкцией многих шахт бассейна постоянно возрастают объемы добычи угля в уклонных полях пластов. Для обеспечения нормальной и безопасной работы в этих условиях возрастает необходимость в проведении и эксплуатации камер различного назначения в выемочных полях по пластам.

На шахтах Кузбасса проводится ежегодно около 20 камер и эксплуатируется более 150 камер в выемочных полях, из них примерно 51 % составляют камеры для перегрузки угля в бремсбергах и уклонах, 49 % - камеры насосных установок, электроподстанций, подъемных машин и др. Площадь поперечного сечения камер составляет 16-70 м , длина - 4,5-70,0 м, преобладающая площадь сечения камер приводов

О Л ленточных конвейеров 34-50 м , подъемных машин — 50-60 м . Из общего объема камер 78-83 % крепят металлической рамной крепью из спецпрофиля СВП-22, 27, двутавровых балок и швеллеров. На крепление одного метра камеры расходуется от 0,6 до 2 т металла. Производительность труда по проведению камер буровзрывным способом в подавляющем большинстве не превышает 0,4 м3/чел.-смену, комбайновым - 1,4 м3/чел.-смену.

Большой расход крепежных материалов, высокая трудоемкость возведения крепи и низкая производительность горнопроходческих работ обусловлены главным образом слабым геомеханическим обеспечением всего комплекса вопросов сооружения, крепления и поддержания камер в выемочных полях угольных пластов, недостаточной изученностью закономерностей геомеханических процессов во вмещающих углепород-ных массивах и надежности и эффективности работы анкерной и других облегченных типов крепи в камерах, эксплуатируемых вне и в зоне влияния очистных работ. Применяемые технолого-геомеханические решения сооружения камер в выемочных полях несовершенны, малоэффективны.

В этой связи актуальными являются исследования, направленные на геомеханическое обоснование способов и средств сооружения камер в выемочных полях угольных шахт.

Диссертация выполнена на шахтах Кузбасса и в лабораториях Кузбасского государственного технического университета в соответствии с планами научно-исследовательских работ ОАО УК «Кузбассуголь» за 1995-2002 гг.

Цель работы - геомеханическое обоснование способов и средств сооружения камер в выемочных полях угольных шахт, обеспечивающих повышение эффективности их проведения, крепления и поддержания.

Идея работы заключается в использовании установленных закономерностей проявлений горного давления в камерах выемочных полей угольных пластов под воздействием горно-подготовительных и очистных работ для геомеханического обоснования сооружений и крепи камер.

Задачи исследований:

- установить закономерности геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах и проявлений горного давления в камерах, сооружаемых вне и в зоне влияния очистных работ в выемочных полях угольных пластов;

- разработать технолого-геомеханические решения сооружения камер в выемочных полях угольных пластов;

- обосновать технологические схемы крепления камер в выемочных полях угольных пластов;

- выбор и обоснование параметров анкерной крепи и анкерной крепи в сочетании с металлической рамной для камер выемочных полей по угольным пластам.

Методы исследований. Анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта сооружения камер при подземной разработке полезных ископаемых; лабораторные исследования прочностных свойств вмещающих горных пород; инструментальные наблюдения за геомеханическими процессами в камерах с использованием контурных и глубинных реперов; экспериментальные исследования прочности закрепления сталеполимерных анкеров в различных типах пород в шахтных условиях; обработка результатов экспериментов методами математической статистики; технико-экономическое сравнение технических и технологических решений.

Основные научные положения, выносимые на защиту: • - геологические и геомеханические условия проведения, крепления и поддержания камер в выемочных полях угольных пластов Кузбасса характеризуются четырьмя группами: первая - вмещающие породы пластов однородные песчаники или алевролиты мощностью не менее ширины камеры с коэффициентом структурного ослабления К<>0,9 и пределом прочности при сжатии асж>70 МПа; вторая — вмещающие породы пластов песчаники, алевролиты или их переслаивания мощностью не менее ширины камеры, Кс=0,8, асж=50-70 МПа; третья - кровля и. почва пластов разнотипные, Кс=0,4-0,5, стсж=30-50 МПа; четвертая -кровля и почва пластов сильно трещиноватые, тонкослоистые породы, Кс<0,4, (Тсж<30 МПа;

- технолого-геомеханические решения сооружения камер высотой до 5 м сплошным забоем по высоте и камер высотой 5,1-6,5 м двумя слоями последовательно в нисходящем порядке с делением забоя камеры по высоте с отношением высоты верхнего слоя к высоте нижнего слоя 0,8:1,2 обеспечивают благоприятные геомеханические условия их сооружения, повышение производительности труда на 30-35 % и увеличение скорости проходки на 24-30 %;

- на основе геомеханического обоснования предложены технологические схемы проведения камер в различных условиях, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели;

- основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной в камерах выемочных полей угольных пластов являются камеры, в которых смещение заанкерованных пород кровли за срок службы не превышает 65 мм, анкерно-металлической рамной - камеры при смещении пород кровли более 65 мм.

Достоверность и обоснованность положений и рекомендаций подтверждаются:

- обследованием состояния 48 камер и выявлением причин опасных деформаций вмещающих пород и крепи;

- представительным объемом инструментальных наблюдений в 26 камерах на 14 шахтах, охватывающих типичные горно-геологические и горнотехнические условия Кузбасса;

- значительным объемом лабораторных испытаний прочностных свойств углевмещающих горных пород бассейна (испытано более 160 проб пород);

- испытанием прочности закрепления сталеполимерных анкеров в типичных боковых породах и угле (более 10 шахтопластов);

- хронометражными наблюдениями за геомеханическими процессами проведения камер с применением различного горнопроходческого оборудования (в 7 камерах).

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены.закономерности геомеханических процессов в угле-породных массивах вокруг камер в выемочных полях угольных пластов, дана оценка влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на устойчивость камер;

- установлены закономерности деформаций и смещений пород в камерах в зависимости от их геометрических параметров и способа охраны;

- обоснованы технолого-геомеханические условия сооружения камер с различными геометрическими параметрами: площадью поперечного сечения, шириной и высотой;

- разработаны технологические схемы крепления при комбайновом и буровзрывном способах проведения с применением горнопроходческого оборудования нового технического уровня;

- установлены параметры анкерной крепи для камер и геомеханические условия крепления камер анкерной крепью в сочетании с металлической рамной, сооружаемых в выемочных полях угольных пластов.

Личный вклад автора состоит в:

- обследовании состояния камер и установлении причин опасных деформаций вмещающих пород и крепи камер;

- выполнении визуальных и инструментальных наблюдений за геомеханическими процессами и проявлениями горного давления в камерах;

- испытании в шахтных условиях прочности закрепления стапепо-лимерных анкеров в породных и угольных массивах;

- исследовании в лабораторных условиях прочностных свойств горных пород;

- обработке результатов исследований с применением ЭВМ;

- разработке технолого-геомеханических решений и технологических схем сооружения и средств крепления камер.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные результаты позволяют:

- управлять геомеханическими процессами и проявлениями горного давления в камерах, проводимых и эксплуатируемых вне и в зоне влияния очистных работ;

- применить технолого-геомеханические решения сооружения камер в зависимости от их геометрических параметров и расположения в выемочных полях угольных пластов с различными горногеологическими условиями;

- обосновывать прогрессивные технологические схемы крепления камер с применением высокопроизводительного горнопроходческого оборудования;

- устанавливать область возможного и эффективного применения анкерной крепи и анкерной крепи в сочетании с металлической рамной и обосновать параметры анкерной крепи и режим активной совместной работы анкерной и рамной крепи.

Реализация работы. Основные результаты исследований и рекомендации используются на шахтах ОАО УК «Кузбассуголь» и в учебном процессе КузГТУ.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты докладывались на научных конференциях КузГТУ (г. Кемерово, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2003 гг.), на научно-техническом совете ОАО УК «Ленинскуголь» (г. Ленинск-Кузнецкий, 1998), техническом совете Кузнецкого управления Госгортехнадзора России (г. Кемерово, 1999), IV Международной научно-практической конференции (г. Кемерово, 2001), Международной научно-практической конференции, проводимой в рамках выставки-ярмарки «Уголь России и Майнинг-2002» (г. Новокузнецк, 2002).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 7 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 167 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 42 рисунка и список литературы из 126 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Щендрыгин, Александр Григорьевич

ВЫВОДЫ

1. Выявлены основные недостатки работы и технологические трудности возведения металлической податливой и жесткой рамных крепей и монолитной бетонной в камерах внутри выемочных полей. Они особенно сильно проявляются при ширине камер более 7-8 м. Основными из них являются пассивный характер их работы, большая материалоемкость, высокая трудоемкость возведения, сложность процесса крепления при проведении камеры двумя-тремя заходами по ширине и двумя слоями по высоте, трудности и неудобства доставки длинномерных элементов крепи. Работы по креплению камер этими крепями характеризуются также повышенной опасностью, так как они выполняются в основном вручную.

2. Исследованы и обоснованы геомеханические условия и область возможного и целесообразного применения анкерной крепи в камерах внутри выемочных полей. Раскрыты особенности деформировании и разрушения пород кровли камер в зависимости от их строения и прочности и ширины камеры, выявлены четыре характерные формы потери устойчивости кровли в камерах шириной 6-15 м. Установлены максимальные величины безопасного опускания заанкерованных пород кровли для камер шириной 6,5-7 м; при породах с асж=70-80 МПа они составляют 65-75 мм, при породах с асж=50-60 МПа - 53-64 мм.

Основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной являются камеры вне зоны влияния очистных работ, смещения заанкерованной кровли, в которых за срок службы не превышает 50-65 мм.

3. Обоснованы параметры анкерной крепи для крепления камер внутри выемочных полей. Обработкой данных шахтных исследований и наблюдений методами математической статистики получено выражение для определения высоты зоны опасных деформаций и возможных разрушений пород кровли камер и активной длины анкеров в зависимости от прочности пород на сжатие, ширины, высоты и глубины расположения камеры. Расчетная длина анкеров в кровле для камер шириной 6 м в условиях шахт Кузбасса 1,6-2 м, для камер шириной 8,10и12м - соответственно 2,3-2,8; 2,9-4 и 3,8-5 м. Расчетная длина анкеров в боках камер находится в пределах 1,2-2,2 м.

4. Установлена область эффективного применения в камерах анкерной крепи в сочетании с металлической рамной и раскрыт режим их активной совместной работы. При проведении камер их наиболее целесообразно крепить анкерной крепью, а рамную крепь возводить к моменту смещения заанкерованных пород кровли на 25-30 мм, причем для предотвращения разгрузки анкеров рамами, в особенности жесткими, их следует устанавливать на расстоянии не менее 0,35-4,00 м от анкерной крепи (рядов анкерной крепи).

5. Применение сталеполимерной анкерной крепи вместо используемой металлической рамной обеспечивает снижение трудоемкости крепления камер в 1,7-2,5 раза, расхода металла - в 2,8-3,5 раза, стоимости крепления (по материалам и возведению крепи) - в 2,6-3,5 раза а комбинированной анкерно - рамной вместо металлической рамной -снижение соответственно в 1,3-1,5; 1,7-2 и 1,6-2,5 раза.

148

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи геомеханического обеспечения сооружения и крепления камер в выемочных полях угольных шахт, имеющей существенное значение для разработки угольных месторождений.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На шахтах Кузбасса проводится ежегодно около 20 камер и эксплуатируется свыше 150 камер в выемочных полях по угольным пластам. Из них около 51 % составляют камеры для перегрузки угля в бремсбергах и уклонах, 25 % - насосные, 12 % - электроподстанций, 8 % - подъемных машин и установок, 4 % - прочие. Площадь поперечного сечения камер составляет 16-70 м2, длина - 4,5-70,0 м, преобладающая площадь поперечного сечения камер приводов ленточных конвейеров 34-50 м2, подъемных машин - 50-60 м2. Из общего объема камер 78- 83 % крепится металлической рамной крепью из спецпрофиля СВП 22, СВП 27, двутавровых балок и швеллеров, расход металла на крепление 1 м3 камеры составляет от 22 до 30 кг. Производительность труда по проведению камер буровзрывным способом в подавляющем большинстве не превышает 0,4 м /чел.-смену, комбайновым -1,4 м3/чел.-смену.

2. Установлено, что геологические условия проведения, крепления и поддержания камер внутри выемочных полей по угольным пластам Кузбасса характеризуются четырьмя группами: первая — кровля и почва пластов однородные песчаники или алевролиты мощностью не менее ширины камеры с коэффициентом структурного ослабления Кс>0,9 и пределом прочности при сжатии cjC/K>70 МПа; вторая - боковые породы пластов песчаники, алевролиты или их переслаивания мощностью не менее ширины камеры, Кс=0,8, асж=50-70 МПа; третья - боковые породы пластов разнотипные, Кс=0,4-0,5, асж=30-50 МПа; четвертая - боковые породы пластов сильно трещиноватые, тонкослоистые, Кс<0,4, асж<30 МПа.

В камерах, проводимых в условиях первой группы и не испытывающих влияния очистных работ, смещения пород кровли и почвы за срок их службы не превышают 40-50 мм, в условиях второй группы — 60-70 мм, в условиях третьей и четвертой группы - смещения пород достигают 120-160 мм.

Величина и скорость смещений пород кровли посредине камер при прочих равных условиях в 1,5-2,0 раза больше, чем со стороны боков, причем наиболее интенсивно возрастает различие в смещениях при увеличении ширины камеры более 8-9 м.

3. Выявлено, что сооружение камер в ранее пройденных выработках по пластам с низкой прочностью и устойчивостью пород кровли (асж^40 МПа, Кс<0,4) путем расширения выработок сопряжено в основном с опасными деформациями и вывалами пород кровли на высоту до 0,8-1,2 м. Аналогично происходит процесс деформаций пород кровли с такими же свойствами в камерах, устраиваемых в ранее пройденных выработках, на расстоянии менее 10-15 м от узла их сопряжения или пересечения при ответвлении примыкающей выработки под углом менее 40-45°. На расстоянии более 20-25 м от узла сопряжения влияние сопряжения выработок на устойчивость пород и состояние камер не проявляется.

4. Влияние очистных работ на геомеханические процессы в породах вокруг камер и их устойчивость зависят главным образом от ширины предохранительного целика между камерой и очистной выработкой," площади поперечного сечения камеры и времени проведения камеры относительно времени ведения очистных работ в соседнем выемочном столбе. В камерах при ширине целика угля 30-40 м, проводимых до отработки соседнего столба, смещения пород кровли и почвы при прочих равных условиях в 1,8-2,3 раза больше, чем при их проходке через 56 мес. после отработки соседнего столба, а при проведении через 12 мес. после отработки соседнего столба - в 1,5-1,7 раза больше, чем спустя 6-7 мес. Ширина целика, обеспечивающего охрану камер площадью поперечного сечения 25-28 м2 от вредного влияния очистных работ, в 1,3-1,4 раза меньше, чем камер площадью сечения 35-40 м" (при других одинаковых условиях), и в 1,5-1,6 раза меньше, чем камер площадью 46-52 м\

5. Камеры высотой до 5 м непосредственно внутри протяженных выработок по пологим пластам как с угольным забоем, так и со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород до 0,75 и их прочности при сжатии не более 75 МПа целесообразно сооружать комг байновым способом одновременно с проходкой выработок с применением единого горнопроходческого оборудования. При этом по сравнению с сооружением камер после проходки выработок обеспечивается значительное снижение опасных деформаций вмещающих пород, повышение производительности труда на 30-35 % и увеличение скорости сооружения камер на 24-30 %. Обоснованы технико-экономические условия целесообразного сооружения комбайновым способом одиночных камер внутри выемочных полей. Показана область эффективного применения самоходных вагонов на пневмоколесном ходу для выполнения транспортно-доставочных работ.

6. Обоснованы технолого-геомеханические решения сооружения камер со смешанным забоем с коэффициентом присечки боковых пород более 0,75 и прочностью пород свыше 75 МПа буровзрывным способом с применением мобильного бурильного, погрузочного и транспортно-доставочного оборудования. Длина камер этой группы в подавляющем большинстве не более 40-45 м. Показана технико-экономическая эффективность сооружения камер высотой до 4 м сплошным забоем по высоте и камер высотой 4,1-5,0 м сплошным забоем с уступной его разработкой двумя частями с отношением высоты верхней части к высоте нижней части камеры 0,5:1,5.

7. Разработаны. технолого-геомеханические решения сооружения камер высотой 5,1-6,5 м двумя слоями (уступами) последовательно в нисходящем порядке с делением забоя камеры по высоте с соотношением высоты верхнего и нижнего слоев 0,8:1,2. При таком соотношении высоты слоев обеспечивается возможность применения высокопроизводительного мобильного горнопроходческого оборудования, снижается трудоемкость и опасность крепления камер анкерной и другими типами крепи.

8. На основании установленных закономерностей геомеханических процессов во вмещающих углепородных массивах установлена область возможного и безопасного применения анкерной крепи в камерах внутри выемочных полей и обоснованы ее параметры. Основной областью применения анкерной крепи в качестве самостоятельной являются камеры вне зоны влияния очистных работ, смещение заанкерованных пород кровли в которых за срок службы не превышает 50-65 м. Длина анкеров в кровле для камер шириной 6 м составляет 1,6-2,0 м, для камер шириной 8,10 и 12 м - соответственно 2,3-2,8; 2,9-4,0 и 3,8-5,0 м.

9. Установлена область эффективного применения анкерной крепи в сочетании с металлической рамной в камерах и показан режим их активной совместной работы. Основную область применения анкернорамной крепи составляют камеры, смещение заанкерованных пород кровли в которых за срок службы превышает 65 мм. При проведении камер их рекомендуется крепить анкерной крепью, а рамную крепь возводить к моменту смещения заанкерованных пород кровли на 25-30 мм. Для предотвращения разгрузки анкерной крепи рамной, в особенности жесткой, рамы следует устанавливать на расстоянии от анкерной не менее чем на 0,4 м.

10. Реализация разработок и рекомендации данной работы обеспечивают снижение стоимости проведения и крепления камер внутри выемочных полей по угольным пластам на 25-30 % и расхода крепежных материалов в 2,8-3,5 раза.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Щендрыгин, Александр Григорьевич, Новокузнецк

1. Насонов И.Д. Технология строительства подземных сооружений / И.Д.Насонов, В.А.Федюкин, М.Н.Шуплик. ч.И. Строительство горизонтальных и наклонных выработок. - М.: Недра, 1983.

2. Насонов И.Д. Технология строительства подземных сооружений / И.Д.Насонов, В.А.Федю кин, М.Н.Шуплик, ч.Ш. Специальные способы строительства. М.: Недра, 1983.

3. Смирняков В.В. Технология строительства горных предприятий / В.В.Смирняков, В.И.Вихарев, В.И.Очкуров. -М.: Недра, 1989.

4. Насонов И.Д. Технология строительства горных предприятий / И.Д.Насонов, М.ШПуплик, В.И.Ресин. -М.: Недра, 1990.

5. Покровский Н.М. Проектирование комплексов выработок подземных сооружений. М.: Недра, 1970.

6. Покровский Н.М. Технология строительства подземных сооружений. ч.1. Технология сооружения горизонтальных выработок и тоннелей.-М.: Недра, 1977.

7. Покровский Н.М. Технология строительства подземных сооружений и шахт. ч. II. Технология строительства вертикальных наклонных• ивыработок и камер. -М.: Недра, 1982.

8. Покровский Н.М. Комплекс подземных горных выработок и сооружений. -М.:Недра, 1987.

9. Мельников ЛГЛ. Сооружение выработок большого сечения в крепких породах. М.: Недра, 1974.

10. Мостков В.М. Подземные сооружения большого сечения. -М.:Недра, 1974.

11. Нифонтов Б.И. Строительство подземных сооружений / Б.И.Нифонтов, В.В.Киреев, Е.М.Киселевич и др. Mr: Недра, 1966.

12. Волков В.П. Тоннели и метрополитены / В.И.Волков, С.Н.Наумов, А.А.Пирожкова, В.Г.Храпов.- М.: Транспорт, 1975.

13. Тоннели и метрополитены. Под редакцией В.Г.Храпова. М.: Транспорт, 1983.

14. Подземные гидротехнические сооружения^ / Под редакцией

15. B.М.Мосткова. М.: Высшая школа, 1986.

16. Мостков В.М. Проектирование и строительство подземных сооружений большого сечения / В.М.Мостков, Н.В.Дмитриев, Ю.П.Рахманинов.-М.: Недра, 1993.

17. Маковский J1.B. Проектирование автодорожных и городских тоннолей. М.: Транспорт, 1993.

18. Егоров П.В. Технология и механизация проведения подготовительных выработок / П.В.Егоров, Г.Г.Штумпф, А.И.Петров, А.А.Лютенко, Б.В.Красильников. М.:Недра, 1994.

19. Потапенко А.В. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах / А.В.Потапенко, Ю.В.Казанский, Б.В.Цыплаков и др.-М.: Недра, 1990.

20. Верхотуров B.C. Технология и организация проведения горных выработок большого сечения / В. С. Верхотуров, М.Д.Войтов,

21. C.Г.Вашенко. М.:ЦНИЭИуголь, 1983.

22. Картозия Б.А. Строительство горных выработок в сложных гор• Uнотехнических условиях / Б.А.Картозия, В.А.Пшеничный, И.Г.Косков, А.В.Корчак, В.П.Друцко, А.Н.Инфантьев. М.: Недра, 1992.

23. Технологические схемы проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами на угольных шахтах Кузбасса. Прокопьевск: КузНИУИ, 1990.

24. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. ч. И. М.: ИГД им.Скочинского, 1991.

25. Справочник инженера-шахтостроителя. В 2-х томах под редакцией В.В.Белого. М.:Недра, 1983.

26. Фармер Я. Выработки угольных шахт, (перевод с английского). -М.: Недра, 1990.

27. Бокий Б.В. Технология и механизация строительства подземных сооружений и шахт / Б.В. Бокий, С.А.Федоров, Е.А.Зимина, О.В.Тимофеев. -М: Недра, 1971.

28. Фролов В.П. Сооружение горных выработок при разработке рудных месторождений. М.: Недра, 1987.

29. Техника и технология горно-подготовительных работ в угольной промышленности. Под редакцией Э.Э.Нильвы. М.: Недра, 1991.

30. Верхотуров B.C. Строительство широкопролетных камер / B.C. Верхотуров, Г.Г.Сенциков, Е.В. Петренко. Шахтное строительство. -1988. - № 11. -С.11-13.

31. Большие камеры в породе // Материалы Международного сим• ч.позиума в 2-х томах. Хельсинки, 1986.

32. Петренко Е.В. Новые акценты в подземном строительстве / Е.В.Петренко, И.Е.Петренко // Подземное пространство мира. 1998. -№1.

33. СНиП-П-44-78. Нормы проектирования. Тоннели железнодорожные и автодорожные. -М.: Стройиздат, 1978.

34. Картозия Б.А. Строительная геотехнология // Б.А.Картозия, Е.А.Котенко, Е.В.Петренко. М.: МГТУ, 1997.

35. Малкин А.С. Проектирование шахт // А.С.Малкин, А.А.Пучков, А.Г.Саламатин, В.И.Еремеев. М.: МГГУ, 2000.

36. Михеев О.В. Подземная разработка пластовых месторождений / О.В.Михеев, В.Т.Виткалов, Г.И.Козовой, В.А.Атрушкевич. М.: МГГУ, 2001.

37. Давыдов С.С. Расчет и проектирование подземных конструкций. М.: Стройиздат, 1950.

38. Заславский Ю.З. Крепление подземных сооружений / Ю.З.Заславский, В.М.Мостков. М.: Недра, 1979.

39. Каретников В.Н. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок / В.Н.Каретников, В.Б.Клейменов, А.Г.Нуждихин. -М.: Недра, 1989.

40. Булычев Н.С. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок/Н.С.Булычев, Н.Н.Фотиева, Е.В.Стрельцов. М.: Недра, 1986.

41. Мельников Н.И. Анкерная крепь. М.: Недра, 1980.

42. Штумпф Г.Г. Крепление и поддержание горных выработок / Г.Г.Штумпф, П.В.Егоров, А.В.Лебедев. М.: Недра, 1993.

43. Широков А.П. Расчет и выбор крепи сопряжений горных выработок / А.П.Широков, Б.Г.Писляков. М.: Недра, 1987.

44. Широков А.П. Теория и практика применения анкерной крепи. -М.: Недра, 1981.

45. Югон А. Штанговое крепление горных пород / А.Югон, А.Кост (перевод с французского. М.: Госгортехиздат, 1962.

46. Семевский В.Н. Штанговая крепь / В.Н.Семевский, В.М.Волжский, О.В.Тимофеев, А.П.Широков, Г.И.Кравченко, Б.К.Чукан, С.И.Этингов. М.: Недра, 1965.

47. Ерофеев Л.М. Повышение надежности крепи горных выработок /Л.М.Ерофеев, Л.А.Мирошникова. М.: Недра, 1988.

48. Косков И.Г. Новые материалы и конструкции крепи горных выработок. М.: Недра, 1987.

49. Мирзаев Г.Г. Крепь горных выработок глубоких рудников / Г.Г.Мирзаев, А.Г.Протосеня, Ю.Н.Огородников, В.И.Вихарев. М.: Недра, 1984.

50. Ержанов Ж.С. Конструирование и расчет набрызгбетонной крепи/Ж.С.Ержанов, М.М.Айталиев, П.И.Шилкин.-М.: Недра, 1971.

51. Широков А.П. Анкерная крепь / А.П.Широков, В.А.Лидер, М.А.Дзауров, М.Е.Рыжевский, А.И.Петров. М.: Недра, 1990.

52. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994.

53. Баклашов И.В. Механика подземных сооружений конструкции крепей / И.В.Баклашов, Б.А.Картозия. М.: Недра, 1992.

54. Баклашов И.В. Геомеханика. Т. 1 и Т.2. М.: МГТУ, 2001.

55. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980.• ».

56. Давыдович- И.Л. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт / И.Л.Давыдович, Н.П.Бажин, Ю.П.Коренной, Е.В.Куняев, Н.Т.Лысенко, А.А.Маслов, И.А.Петухов, В.В.Райский, А.М.Шушков.-М.: Недра, 1971.

57. Якоби О. Практика управления горным давлением (перевод с немецкого). М.: Недра, 1987.

58. Ставрогин А.Н. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах / А.Н.Ставрогин, А.Г.Протосеня. М.: Недра, i 985.

59. Джегер Ч. Механика горных пород и инженерные сооружения (перевод с английского). М.: Мир, 1975.

60. Бенявски 3. Управление горным давлением. М.: Мир, 1990.

61. Ставрогин А.Н. Механика деформирования и разрушения горных пород / А.Н.Ставрогин, А.Г.Протосеня. М.: Недра, 1992.

62. Грицко Г.И. Обоснование технологических решений при групповой разработке пластов / Г.И.Грицко, В.А.Шалауров, В.И.Штеле. -Новосибирск, Наука, 1981.

63. Михеев О.В. Поддержание подготовительных выработок на шахтах Кузбасса / О.В.Михеев, В.В.Некрасов, К.Д.Лукин. М.: МГГУ, 1983.

64. Арсенев Н.С. Технологические схемы разработки пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна/ Н.С.Арсенев, Н.В.Бахтин,

65. A.М.Рыжов.-Прокопьевск: КузНИУИ, 1988.

66. Рева В.Н. Поддержание горных выработок/В.Н.Рева, О.И.Мельников, В.В.Райский. М.: Недра, 1995.

67. Ануфриев В.Е. Перспективы развития технологии крепления контура выработки анкерными крепями/ В.Е.Ануфриев, Е.А.Косьминов,

68. B.Я.Ябряшкин, А.В.Ремезов, В.А.Кадошников, В.И.Храмцов. Кемерово, Кузбассвузиздат, 1999.

69. Худин Ю.Л. Бесцеликовая отработка пластов / Ю.Л.Худин, М.И.Устинов, А.В.Брайцев, К.А.Ардашев, П.П.Бажин, Е.Т.Проявкин, П.М.Трухин, М.М.Мукушев, Ю.И.Калимов, В.Н.Левчук, М.И.Середенко.-М.: Недра, 1983.

70. Новые анкерные крепи, способы их возведения и средства обеспечения технологии крепления / Сб.науч.тр: ВНИИгидроуголь. Новокузнецк, 1996.

71. Штумпф Г.Г. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт / Г.Г.Штумпф, П.В.Егоров, А.И.Петров, Б.В.Красильников. М.: Недра, 1996.

72. Грицко Г.И. Горное давление в подготовительных выработках мощных крутых пластов / Г.И.Грицко, В.Н.Цыцаркин. Новосибирск: Наука, 1982.

73. Черняк И.А. Повышение устойчивости подготовительных выработок. М.: Недра, 1993.

74. Штумпф Г.Г. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна / Г.Г.Штумпф, Ю.А.Рыжков, В.А.Шаламанов, А.И.Петров. -М.: Недра, 1994.

75. Турчанинов И.А. Основы механики горных пород/ И.А.Турчанинов, М.А.Иофис, Э.В.Каспарьян. М.: Недра, 1989.

76. Грицко Г.И. Горное давление при групповой разработке пластов / Г.И:Грицко, В.А.Шалауров. Новосибирск, Наука, 1978.

77. Грицко Г. И. Прогнозирование и расчет проявлений горного давления / Г.И.Грицко, Б.В.Власенко. Новосибирск, Наука, 1980.

78. Курленя М.В. Геомеханика и разработка месторождений полезных ископаемых. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1990.

79. Мурашев В.И. Изучение устойчивости пород кровли в условиях шахт Кузбасса / В.И.Мурашев, В.Е.Крупин, А.И.Петров/ЛГехника безопасности, охрана труда и горноспасательного дела. М.: ЦНИЭИуголь, - 1972. 5. -С.21-23.

80. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг подготовительных выработок. М.: Недра, 1976.

81. Ерофеев Л.М. Применение комбинированной металланкерной крепи /Л.М.Ерофеев, Л. А.Мирошникова. М.: ЦНИЭИуголь, 1982.

82. Ремезов А.В. Задачи по развитию и внедрению форм анкерного крепления на новом техническом уровне // Уголь. 1996. - №6. - С.14-16.

83. Гайдин A.M. Прогнозная оценка инженерно-геологических усьловий разработки месторождений твердых полезных ископаемых /

84. A.M.Гайдин, М.Е.Певзнер, Б.В.Смирнов.-М.: Недра, 1983.

85. Ялевский В.Д. Геомеханическое состояние массива горных пород при отработке угольных пластов длинными и короткими камерами /

86. B.Д.Ялевский, Б.В.Власенко // Наукоемкие технологии угледобычи иуглепереработки: Тр. Международной научно-практ. конференции. -Кемерово: КузГТУ, 1998.-С. 106-107.

87. Штумпф Г.Г. Повышение устойчивости и надежности подготовительных выработок, безопасности горно-подготовительных работ / Г.Г.Штумпф, А.И.Субботин, А.В.Сурков // Безопасность труда в промышленности. 2000. - № 4. - С.36-40.

88. Коновалов J1.M. Инженерные способы улучшения состояния подготовительных выработок на шахтах Ленинского месторождения // Уголь. 1992. - № 9. - С. 19-21.

89. Анкерное крепление горных выработок за рубежом. Под редакцией П.В.Егорова. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001.

90. Машины it-оборудование для угольных шахт. Справочник. Под редакцией В.Н.Хорина. М.: Недра, 1987.

91. Григорьянц Э.А. Проведение горных выработок с применением самоходного оборудования/Э.А.Григорьянц, А.Н.Инфантьев, М.И.Чу-гай.-М.: Недра, 1990.

92. Универсальное навесное бурильное оборудование проходческих комбайнов (реклама). -Уголь. № 1. 1996. - С. 17.

93. Машины и оборудование для шахт и рудников. Справочник. -М.: МГГГУ, 2000.

94. Горнопроходческие машины и комплексы (Альбом конструкций и схем). Новочеркасск, 2001.

95. Громов Ю.В. Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля/Ю.В.Громов, Ю.Н.Бычков, В.Н.Круг-ликов. М.: Недра, 1985.

96. Гапонович Л.Н. Влияние вынимаемой мощности пласта на проявление горного давления // Совершенствование технологии подземныхгорных работ: Науч. сообщ. ИГД им.А.А.Скочинского. Вып.243. - М.:1985.-С.74-81.

97. Калинин С.И. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса / С.И.Калинин, А.Ф.Лютенко, П.В.Егоров, С.Г.Дъяконов. Кемерово: Кемеровское книжное изд-во, 1991.

98. Хвещук Н.М. Совершенствование и повышение эффективности разработки мощных пологих и наклонных угольных пластов / Н.М.Хвещук, Г.Г.Штумпф, В.В.Сидорчук, И.В.Махраков, Б.В.Малютин, И.Г.Осколков. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001.

99. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. -М.: недра, 1976. *

100. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи. М.: Стройиздат, 1983.

101. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л.: ВНИМИ,1986.

102. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок.-Л.: ВНИМИ, 1991.

103. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Кузнецкого бассейна. Прокопьевск: КузНИУИ, 1996.

104. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. С.-Петербург, 2000.

105. Штумпф Г.Г. Повышение научно-технического уровня действующих нормативных документов по креплению горных выработок / Г.Г.Штумпф, А.В.Сурков, А.И.Субботин // Безопасность труда в промышленности. 2000. -№ 8. - С.36-41.

106. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле. М.: Высшая школа, 1973.

107. Калинина В.Н. Математическая статистика / В.Н.Калинина, В.Ф.Панклен. М.: Высшая школа, 1994.

108. Саргсян А.Е. Строительная механика / А.Е.Саргсян, А.Т.Демченко, Н.В.Дворниченко, Г.Джинчвелашвили. М.: Высшая школа, 2000.

109. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1973.

110. Александров А.В. Сопротивление материалов / А.В.Александров, В.Д.Потапов, Б.П.Державин. М.: Высшая школа, 1995.

111. Временная методика расчета и выбора параметров крепей сопряжений подготовительных выработок для шахт ОАО УК «Кузнецк-уголь» / Коллектив авторов. Новокузнецк, 2001.

112. Барон Л.И. Горнотехнологическое породоведение. -М.: Недра, 1977.

113. Фрянов В.Н. Отработка угольных пластов в сложных горногеологических условиях // Уголь. 1995. - № 1. -С. 15-18.

114. Хартман К. Планирование экспериментов в исследовании технологических процессов / К.Хартман, Э.Лецкий, В.Шефер. М.: Мир, 1977."

115. Ильницкая Е.И. Свойства горных пород и методы их определения / Е.И.Ильницкая, Р.И.Тедер, Е.С.Ватолин, М.Ф.Кунтыш. М.: Недра, 1969.

116. Шендрыгин А. Г. Анализ опыта проведения камер внутри выемочных полей по угольным пластам // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Кемерово: КузГТУ, 2001. - С.168-172.

117. Зубков А.В. Геомеханика и геотехнология. Екатеринбург, 2001.

118. Методы и средства решения задач горной геомеханики / Г.Н.Кузнецов, Н.А.Филатов, К.А.Ардашев, Б.З.Амусин. JI.: Недра, 1987.

119. Лаптев А.Г. Интенсификация и концентрация производства -ключ к повышению объемов добычи угля. Уголь. - 2002. - № 2. -С.33-37.

120. Черных Н.Г. Создание адаптивных агрегатов для малопроцессной поточной технологии проведения выработок. Кемерово: Кузбас-свузиздат, 2001.

121. Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных стволов. -М.: Недра, 1974.

122. Заславский И.Ю. Набрызгбетонная крепь / И.Ю.Заслав- ский, А.В.Быков, В.Ф.Компанец.-М.: Недра, 1986.• L

123. Правила безопасности в угольных шахтах. М.: Недра, 1995.

124. Едины правила безопасности при взрывных работах. М.: 1993.

125. Егоров П.В. Геомеханика / П.В.Егоров, Г.Г.Штумпф, А.А.Ренев, Ю.А.Шевелев, И.В.Махраков, Б.В.Сидорчук. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001.

126. Штумпф Г.Г. Повышение безопасности горных выработок при их креплении анкерной крепью / Г.Г.Штумпф, П.В.Егоров, А.Г.Щендрыгин // Безопасность труда в промышленности. 2002. -№ 2.- С.30-33.

127. Щендрыгин А.Г. Геомеханическое обоснование охраны и крепления камер, сооружаемых внутри выемочных полей по угольным пла-стам//Вестник КузГТУ, 2003, №1. С. 17-19.