Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения

Вовк, Александр Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения"

На правах рукописи

ВОВК Александр Иванович

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРОВ ПОДГОТОВКИ ПАРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ВОРКУТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность 25.00.22 -Теотехнология (подземная, открытая и строительная)"'

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

С. - Петербург - 2004

Работа выполнена в ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ» и ОАО «Воркутауголь»

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Воскобоев Ф.Н.

доктор технических наук, профессор Ковалев О. В.

кандидат технических наук Кротов Н.В.

Ведущее предприятие -Печорский научно-исследовательский, проект -но-конструкторский и проектный институт «ПечорНИИпроект»

Защита состоится «>5» 2004 г. в АО ч_мин на за-

седании Диссертационного совета Д 002.108.01 в ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ» по адресу: 199026, С.-Петербург, Средний пр., 82, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИМИ.

Автореферат разослан Исх. №_

2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.М. Шик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Проблема крепления и охраны подземных выработок в угледобывающей промышленности России остается первостепенной, от успешного решения которой во многом зависят объемы добычи угля в отрасли и рентабельность работы угольных предприятий. Одна из главных причин возникновения этой проблемы - давно наметившееся несоответствие между условиями работы в длинных очистных забоях - лавах и пластовых подготовительных выработках, состоящее в следующем. Для длинных очистных забоев со времен б. СССР созданы и получили широкое промышленное внедрение высокопроизводительные механизированные комплексы с гидрофицированными крепями, модернизированные к настоящему времени в трех поколениях, имеющие потенциальную возможность обеспечивать из пологих пластов средней мощности суточную нагрузку на забой до 10 тыс. т. Вместе с тем, в технологии проведения, крепления и охраны подготовительных выработок все еще превалируют устаревшие способы и средства крепления и поддержания выработок, требующие значительных затрат ручного труда, а главное, являющиеся несовершенными и небезопасными при управлении горным давлением. Последнее вызывает необходимость систематического производства ре-монтно-восстановительных работ и сдерживает потенциальные возможности комплексно-механизированных очистных забоев. Особенно это проявляется в сложных условиях разработки (большие глубины разработки, высокая газообильность пластов, опасность по геодинамическим явлениям и другие факторы). Эти проблемы в равной степени относятся и к условиям разработки угля в Печорском бассейне. В настоящее время отработка пластов на шахтах ОАО "Воркутауголь" осуществляется по бесцеликовой технологии с повторным использованием подготовительных выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством.

Для повышения надежности работы КМП-АЗ и уменьшения плотности ее установки с 1991 г. стали внедрять комбинированную рамно-анкерную крепь, эффективность которой возрастает при применении сталеполимер-ных анкеров. Для повышения надежности поддержания выработок на гра-

нице с выработанным пространством,

Йи

"РоШСШйолведмФХЯЦиалов БИБЛИОТЕКА сптр^грга^а 5 >

о»

и металла на пластах мощностью до 1,5-1,6 м производится выкладка зо-лобетоннои стенки. Одним из перспективных направлений совершенствования способов проведения и поддержания горных выработок явилось создание и освоение анкерных крепей. Эти работы выполнялись большим коллективом зарубежных и отечественных специалистов. Некоторые из них, внесшие большой вклад как в создание и совершенствование конструкций анкерных крепей, так и в технологию крепления и управления горным давлением при их применении: В. Н. Семевский, О. В. Тимофеев, Г. И. Кравченко, А. П. Широков, В. А. Лидер, Б. Г. Писляков, Ж. С. Ержа-нов, Н. И. Мельников, Г. Ф. Горбачев, К. А. Ардашев, В. Е. Зайденварг, В. М. Бучатский, А. М. Козел, М. А. Розенбаум, В. Н. Рева, В. А. Борисо-вец, Ю. В. Заславский, О. В. Ковалев, Н. М. Проскуряков, В. А. Юрченко, Райнер Фирхаус, Г. Г. Горный, Дитер Виттенберг, Г. Г. Штумф, А. И. Субботин, Ульрих Руппель, Бернард Ланханки, 3. Бенявски, О. Н. Казанин, А. П. Веселое, А. В. Борисов и др.

С 1985 г. на шахтах Печорского бассейна ведутся работы по использованию анкерного крепления на базе новой технологии бурения и полимерных средств закрепления анкеров. В 2002 г. на шахтах ОАО "Воркутауголь" сталеполимерная анкерная крепь внедрена в 19-ти выработках общей протяженностью 10295 м, при плане проведения горных выработок - 27640.

Использование анкерного крепления способствует снижению трудоемкости крепления при проведении горных выработок и позволяет увеличить скорость их проведения. Поэтому при совершенствовании технологических схем, обеспечивающих создание безопасных и эффективных условий ведения горных работ, предусматривается широкое применение сталеполимерной анкерной крепи.

Применяемые схемы подготовки одинарными выработками при бесце-ликовой отработке выемочных участков на достигнутых глубинах практически исчерпали свои возможности по увеличению нагрузок на очистные забои. При газообильности выемочных участков, достигающей 70-100 м3/мин, и эффективности дегазации 60-70 % нагрузки на очистные забои пласта Четвертого по фактору вентиляции ограничиваются 1000-1300 т/сутки, пласта Мощного - 2000-3000 т/сут. Поэтому на шахтах ОАО "Воркутауголь" после апробации ведутся работы по переходу на технологические схемы подготовки и отработки выемочных участков парными выработками с оставлением между ними податливых целиков. Особенностью парной подготовки в условиях высокой газообильности пластов является обеспечение сохранности двух выработок за лавой, одна из которых поддерживается сталеполимерными анкерами в сочетании с охранными податливыми угольными целиками для повторного использования при отработке смежного выемочного столба, а вторая, частично поддерживаемая на границе с выработанным пространством, служит для изолированного отвода газовоздушной смеси. Поэтому переход на подготовку выемочных столбов парными выработками по данному варианту дает возможность снять ограни-

чения по газовому фактору и увеличить нагрузки на очистной забой в 2-2,5 раза, при этом появляется возможность увеличить протяженность выработок без проведения промежуточных вентсбоек.

Надежность и безопасность технологических схем с парными выработками на пластах, опасных по горным ударам, определяется типом и параметрами крепи выработок и шириной податливых целиков между парными выработками.

При креплении выработок сталеполимерными анкерами важным и ответственным элементом задачи является выбор оптимальной ширины податливого целика без последующей его обработки разгрузочными скважинами, так как они способствуют "закорачиванию" воздушной струи с вытекающими негативными последствиями, а превышение податливости целика по сравнению с податливостью анкерной крепи приводит к потере устойчивости кровли и нарушению эксплуатационного состояния выработки.

Условия применения податливой анкерной крепи в парных выработках, оконтуривающих очистные забои отдельно не регламентируются действующими нормативными документами. Поэтому определение размера податливого целика, обеспечивающего долгосрочное поддержание парных выработок, закрепленных анкерной крепью без профилактической обработки их стенок и целика разгрузочными скважинами, наиболее надежно может быть осуществлено только экспериментальным путем.

В связи с этим тема предлагаемой диссертационной работы является актуальной.

Цель исследований - обоснование параметров средств крепления и поддержания спаренных горных выработок, охраняемых податливыми целиками, при разработке пластов, опасных по геодинамическим явлениям.

Идея работы заключается в разработке способа подготовки выемочных участков парными выработками, обеспечивающего эффективную выемку пластов с высокой газообильностью.

Задачи исследований:

1. Изучить горно-геологические условия разработки продуктивной свиты угольных пластов Воркутского месторождения.

2. Установить зависимость между шириной податливых целиков и характером их нагружения и деформирования на стадиях подготовки выемочного участка спаренными выработками и эксплуатации.

3. Определить интервал между проводимыми забоями парных выработок в пространстве и времени с целью обеспечить наиболее благоприятные условия напряженного состояния массива для проведения и поддержания повторно используемой выработки.

4. Обосновать тип и параметры крепи выработок, охраняемых податливыми целиками.

5. Произвести оценку технико-экономической эффективности разработанных рекомендаций.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследовании - шахтные экспериментальные наблюдения и инструментальные геомеханические, температурные, газодинамические исследования в сочетании с анализом и обобщением результатов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. В условиях пластов с высокой газообильностью переход на подготовку выемочных столбов парными выработками с анкерным креплением и податливыми ленточными целиками обеспечивает возможность увеличения нагрузки на очистные забои в 2-2,5 раза.

2. Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы, следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок должен быть не менее 90-100 дней.

3. В условиях пласта Четвертого и аналогичных ему при подготовке выемочных полей парными выработками с анкерным креплением для обеспечения эксплуатационного состояния выработок в течение срока службы на стадии как подготовки, так и ведения очистных работ, оптимальным в отношении исключения ударов и обеспечения устойчивости выработок является податливый целик размером 5,5-6,0 м.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлена зависимость между способом подготовки выемочных участков (одиночными, парными выработками) и нагрузкой на очистной забой в условиях отработки пластов с высокой газообильностью.

2. Обоснована величина радиуса разгрузки массива горных пород вокруг пластовой подготовительной выработки, составляющей для условий разработки пласта Четвертого, с учетом фактора времени, 8-9 м.

3. Установлена закономерная связь между величиной смещения кровли пласта, подрабатывающего толщу пород, и глубиной разработки, а также физико-механическими свойствами пород покрывающей толщи (£, у).

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим статистически представительным объемом шахтных инструментальных геомеханических, температурных, газодинамических, лабораторных стендовых исследований, испытаний и наблюдений, удовлетворительной технико-экономической эффективностью результатов испытаний разработанных рекомендаций. Всего наблюдения были поставлены в семи выработках различного назначения на трех разрабатываемых пластах, включая экспериментальный участок протяженностью 190 м, подготовленный спаренными выработками, поддерживаемыми податливыми целиками разной ширины (3,0; 4,5; 6,0 м). Общая длина выработок при этом, закрепленных сталеполимерными анкерами, достигала около 1500 м. Всего в этих выработках было установлено более 50-ти комплексных замерных станций, наблюдения по некоторым продолжались

70-367 сут в течение их проведения и поддержания вне зоны и в зоне влияния очистных работ.

Личный вклад автора:

— усовершенствование и творческое применение оригинальных комплексных геомеханических, температурных, газодинамических методов исследования и оборудования в условиях разработки пластов, опасных по горным ударам и внезапным выбросам, при парной подготовке выемочных участков с податливыми междуштрековыми целиками и креплением выработок анкерными сталеполимерными крепями;

— проведение шахтных экспериментальных исследований;

— обоснование и разработка методики расчета и выбора оптимальных параметров анкерных крепей (податливость, несущая способность ) и паспортов крепления;

— решение задачи выбора оптимальной ширины межштрековых податливых целиков, при которых обеспечивается устойчивость выработок и предупреждение горных ударов;

— установление закономерности распределения напряжений в податливых целиках и угольном массиве для решения практических вопросов обоснования места расположения и способа проведения парных выработок в пространстве и времени и повышении безопасности работ;

- разработка общих выводов и практических рекомендаций.

Практическое значение работы состоит в разработке:

- рекомендаций по усовершенствованию технологии подготовки выемочных участков парными выработками с податливыми целиками, сущность которых состоит в применении ленточных сплошных целиков и анкерной крепи в выработках, что обеспечило резкое повышение эффективности проветривания очистных забоев в условиях газообильных пластов Воркутского месторождения и скачкообразное (в 2-2,5 раза) повышение нагрузки на забой;

- методики оценки напряженного состояния массива в окрестности выработки на основе комплексного исследования закономерностей изменения температуры массива горных пород, усилий вдавливания пуансонов в стенки скважин, газодинамики, выхода штыба с I м. массива (целика);

- методики прогноза величин смещений кровли подрабатывающего пласта в зависимости от глубины ведения горных работ и свойств покрывающей толщи пород у) в зоне влияния очистных работ.

- рекомендаций по определению оптимальных размеров податливых целиков, параметров анкерных крепей и паспортов крепления анкерами, синхронно работающих с податливыми целиками, обеспечивающими устойчивость выработок и предотвращение горных ударов.

Реализация результатов работы. Результаты исследований используются в перспективной программе развития горных работ на шахте «Северная» при подготовке выемочных полей 13-12-ю и 14-12-ю по пласту Четвертому. По результатам отработки этих полей, положительный опыт

будет перенесен на отработку пласта Четвертого по всей площади Воркут-ского месторождения. Разработаны технические условия на «Крепь анкерную (сталеполимерную) - АСП для шахт ОАО "Воркутауголь" ТУ 3142002-00174272-01», что позволило наладить производство анкеров на местном механическом заводе.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях секции по геомеханике Ученого совета ВНИМИ (С.-Петербург, 2004 г.), Ученом совете «ПечорНИИ-проекта», Техническом совете ОАО «Воркутауголь» (2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации проанализировано современное состояние вопросов, касающихся условий устойчивости пластовых подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях (большие глубины работ, высокая газообильность, опасность разрабатываемых пластов по горным ударам и внезапным выбросам). Отмечено, что при достижении определенного уровня напряженного состояния массива, при котором наступает предел прочности массива горных пород на контуре выработки, в окрестности выработки развиваются прогрессирующие необратимые деформации и разрушения пород, крепь деформируется и выработка теряет эксплуатационное состояние. Эти, так называемые «критические» глубины, для разных условий являются различными, так как они определяются не только величиной действующих на данной глубине напряжений, но и структурой и свойствами толщи горных пород, по которой проводится выработка.

Модернизация типовых паспортов крепления за счет увеличения плотности установки крепи не дает необходимых результатов в решении вопроса повышения устойчивости выработок и темпов их проведения, а лишь способствует повышению трудоемкости работ и снижению технико-экономических показателей работы шахты. В связи с этим при достижении упомянутых критических условий разработки традиционно применяемый способ подготовки выемочных участков одиночными выработками исчерпал свои возможности и стал фактором, ограничивающим нагрузки на комплексно механизированные очистные забои, отрицательно влияющим на технико-экономические показатели работы щахты в целом. Это утверждение, в частности, полностью относится и к такому наиболее распространенному способу подготовки выемочных участков одиночными выработками, при котором повторно используемые выработки поддерживаются на границе с выработанным пространством без оставления целиков (бесцели-ковая технология). Применение этого способа подготовки и охраны выра-

боток в условиях разработки пластов с высокой газообильностью и склонностью к горным ударам и внезапным выбросам создает непреодолимые технические трудности для существенного (в несколько раз) повышения нагрузки на очистной забой и безремонтного поддержания выработок. Такие условия характерны для Воркутского угольного месторождения и, в частности, для наиболее представительного в ОАО «Воркутауголь» пласта Четвертого, разрабатываемого также шахтой «Северная» и большинством других шахт.

В связи с изложенным возникла необходимость изыскания новых, более совершенных способов подготовки, крепления и охраны выработок, при которых открылась бы возможность решения крайне важной для современного этапа развития экономики страны задачи — резкого увеличения нагрузки на комплексно-механизированный очистной забой, а за счет этого — повышения технико-экономических показателей работы угольного предприятия в целом.

Применительно к условиям типа пласта Четвертого на шахте «Север -ная» следует считать перспективным способ подготовки парными выработками, закрепленными сталеполимерными анкерными крепями и охраняемыми податливыми угольными целиками. К этому способу подготовки, крепления и охраны выработок обращено внимание работников производства и науки; прежде всего здесь следует отметить работы А. П. Веселова, О. И. Казанина, А. В. Борисова, Ю. Н. Долоткина, Л. М. Гусельникова, Н. В. Кротова, М. А. Розенбаума, В. С. Сидорова, И. П. Бочарова, В. П. Ко-стромина и др. Одному из ответственных элементов способа - выбору и расчету податливых целиков посвящены работы О.В. Ковалева, В.И. Барановского, М. И. Бескова, С. М. Липковича, Ф. Н. Воскобоева, В. И. Распо-пова, Е. Я. Махно, А. И. Костоманова, К. Ф. Сапицкого, В. А. Юкова, В. И. Борщ-Компанейца, А. В. Азарнова, А. Б. Макарова, Н. Н. Проскурякова, С. В. Савченко, Г. Л. Фисенко, П. Ф. Чубенко, Я. А. Бича, Ж. С. Ер-жанова и др. Работы перечисленных авторов способствовали в той или иной мере расширению знаний для решения ряда задач, составляющих проблему. Однако комплексное решение проблемы с учетом специфики условий разработки мульдовой части Воркутского месторождения (высокая газообильность, вид напряженного состояния, опасность по горным ударам и внезапным выбросам) наиболее вероятно и надежно лишь на основе комплексной методики шахтных экспериментальных исследований взаимозависимых задач, составляющих проблему безремонтного поддержания выработок, управления содержанием газа в рабочем пространстве выработок и безопасной отработки пластов, склонных к геодинамическим явлениям.

Во второй главе диссертации рассмотрены условия устойчивости выработок в процессе их проведения, поддержания как одиночных вне влияния очистных работ.

Для этой цели был организован экспериментальный участок по пласту Четвертому 123-ю в поле шахты общей протяженностью 190 м, оконтуренный вентиляционным штреком 123-ю, откаточными 123-ю и 123-ю «бис».

Длина экспериментального-участка на уровне вентиляционного штрека, закрепленного сталеполимерной крепью, составляла 790 м, на откаточном -340 м (рис. 1). Вентиляционный и откаточный штреки проходились комбайном типа ГПКС по угольному пласту с присечкой пород кровли. Глубина заложения вентштрека составляла 920 м, откаточного - 928 м. На экспериментальном участке на трассе проведения выработок пласт Четвертый имеет простое строение, мощность изменяется от 1,35 до 1,6 м. Над пластом залегает «ложная кровля» - углистый аргиллит мощностью до 0,4 м и /=2-3. Выше в непосредственной кровле расположен аргиллит мощностью 0,4-0,6 м и/=4, далее алевролит мощностью 1-2,5 м и крепостью/= 5-6. В основной кровле залегает крепкий песчаник, слоистый, мощностью до 8-10 и /= 10—11. Почва представлена аргиллитами мощностью 0,2-0,6 и /= 3-4. Ниже залегает алевролит средней крепости {/= 5-6), мощностью 0,2-0,5 м. Далее песчаник мощностью'!),4—2,0 и / = 8, а затем переслаивание алевролитов и аргиллитов суммарной мощностью до 3 м и / = 3-5.Угол падения пласта составляет 4-6°. Согласно выполненным расчетам при проведении вентиляционного и откаточного штреков 123-ю приняты следующие параметры анкерного крепления, выработок: длина анкера - 2,2 м, количество анкеров по кровле в ряду - пять, расстояние между рядами (подхватами) -1 м. Угол наклона боковых анкеров в кровле - 60-70° к напластованию пород с разворотом на массив.

В процессе экспериментальных работ проводились геомеханические исследования - визуальные наблюдения за состоянием выработок и крепи, а также инструментальные "исследования смещений контура выработок и деформирования приконтурной области массива горных пород.

Производилась количественная регистрация величины присечки пород кровли. Замерялись высота выработок и их ширина. Согласно замерам, высота вентиляционного штрека па экспериментальном участке изменялась от 2,1 до 3,6 м при средней расчетной величине 2,75 м. Диапазон изменений ширины выработки, по данным шахтных замеров, составлял 4,5-5,5 м, что превышало практически во всех случаях проектную величину, равную 4,5 м. При обрушении пород кровли и увеличении высоты выработки до 3,3 и 3,6 м величина присечки достигала 1,4-1,6 м. При наличии зон с устойчивыми породами кровли величина присечки не" превышала 0,6-0,8 м. Отжим угля из боков выработки не зафиксирован. Оперативный инструментальный контроль за устойчивостью кровли в вентиляционном штреке вплоть до подхода очистных работ осуществлялся с помощью глубинных реперов телескопического типа конструкции «Те11-Та1е» (Германия), рис. 2. Всего по выработке было установлено 29 таких датчиков, представляющих собой двухточечную станцию глубинных реперов, охватывающих толщу массива до 6 м. Продолжительность наблюдений по отдельным станциям составила за период проведения выработок от 70 до 367 сут. Как было установлено, смещения кровли наиболее интенсивно происходят в течение первых 15-25 сут после начала наблюдений в 3-7 м от забоя выработки. Затем, по мере удаления от забоя процесс смещения стабилизируется и носит плавный характер.

Рис. 1. План экспериментального у частка (а) и геологический разрез по конвейерному штреку 123-ю (б)

Рис. 2. Общий вид и принципиальная схема установленного в выработке двухточечного глубинного репера конструкции типа «Те11-Та1е» (Германия)

Величина смещении заамкерованного массива, зафиксированная по телескопическим датчикам, изменялась от 5 до 44 мм, причем средняя величина смещений достигала 31 мм. За период последующих наблюдений до начала ведения очистных работ величина смещений оставалась стабильной, прирост смещений по отдельным станциям не превышал 4-5 мм. На основании математической обработки полученных смещений и анализа строения кровли по отдельным станциям были установлены количественные зависимости смещений кровли от мощности непосредственной кровли и, соответственно, от «сшивки» и «подшивки» закрепляемого анкерами породного слоя. При «подшивке» закрепляемого породного слоя к песчанику основной кровли смещения уменьшаются с 25 до 17 мм. При «сшивке», при увеличении расстояния от концов анкеров до песчаника основной кровли от 0 до 0,4 м отмечается рост смещений с 25 до 46 мм. Таким образом, разброс смещений кровли по вентиляционному штреку 123-ю определяется, при прочих равных условиях, строением и мощностью слоистых пород.

Проверка несущей способности анкеров прибором ПКЛ, закрепленных в шпурах тремя химическими ампулами АКЦ-1, показала, что несущая способность анкера превышает 100 кН и соответствует принятой расчетной.

Исследованиями по определению геомеханических параметров смещения пород и угольного массива в вентиляционном штреке 123-ю пласта Четвертого при его проведении и поддержании вне зоны влияния очистных работ установлено, что принятые параметры крепления выработки стале-полимерными анкерами обеспечивают в рассматриваемых условиях ее устойчивое состояние.

Допущенные технологические отклонения паспортных параметров (увеличение ширины выработки на 20 %, высоты на 30 %) способствуют увеличению первой границы зоны дезинтеграции на 20-40 % и, соответственно, расслоению пород кровли до 3,5 м. Это, естественно, будет способствовать снижению устойчивости выработки и увеличению нагрузки на крепь при ведении очистных работ.

Конвейерный штрек 123-ю пласта Четвертого является одной из подготовительных выработок лавы 123-ю, проведен в массиве угля и при отработке последующей лавы будет сохраняться в качестве вентиляционного штрека Параметры анкерной крепи приняты согласно расчетам такими же, что и для вентиляционного штрека.

Для оценки состояния устойчивости кровли выработки во время проведения на экспериментальном участке конвейерного штрека были установлены 11 телескопических датчиков деформирования кровли («Те11-Та1е»). При установке телескопических датчиков опорный глубинный репер закладывался на расстоянии 5,8-6,0 м от контура выработки, контролирующий на 2,1 м - на высоте установки анкеров. Продолжительность наблюдений по реперам при проведении выработки составляла 123-187 сут. Величина смещений заанке-

ровамной кровли составила в среднем 25-30 мм при колебаниях от 7 до 58 мм. Отжим угля от стенок выработки и обрушении породы присечки при проведении выработки и последующем ее поддержании до начала очистных работ не отмечен. На колебания смещений кровли в конвейерном штреке, помимо изменения строения пород кровли, их прочностных свойств, определенное влияние оказывали отклонения параметров сечения выработки от паспортных, подобно тому, как это наблюдалось в вентиляционном штреке.

Однако, несмотря на отдельные случаи технологических нарушений, наблюдения в конвейерном штреке 123-ю за смещением пород кровли и угольного массива позволяют считать, что принятые параметры крепления выработки сталеполимерными анкерами обеспечивают в рассматриваемых условиях ее устойчивое состояние.

В третьей главе рассмотрены условия устойчивости конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис» по пласту Четвертому на участке парных выработок при проведении 123-ю «бис» и поддержании вне зоны и в зоне влияния очистных работ. Горно-экспериментальными и научно-исследовательскими работами, выполняемыми на участке проведения парных выработок, предусматривается комплексный подход к оценке устойчивости конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис», включающий не только проверку соответствия принятых параметров сталеполимерной анкерной крепи, но и определение оптимальных размеров межштрековых целиков, обеспечивающих долгосрочное поддержание парных выработок, закрепленных анкерной податливой крепью без профилактической обработки их стенок и целика разгрузочными скважинами.

Согласно требованиям нормативно-методических документов оптимальная величина межштрекового целика находится в интервале:

(и» + 0£/и<О,П, (О

где т - мощность пласта, м; /-ширина зоны влияния опорного давления, м; 1ц - ширина целика, м.

В соответствии с вышеприведенным выражением оптимальная величина целика находится в диапазоне 2,5 < /ц< 7,0 м и для рассматриваемых условий определяется экспериментальным путем. В связи с этим для установления оптимальной ширины податливых целиков, при которой обеспечивалась бы устойчивость выработки и исключалась удароопасная ситуация на экспериментальном участке (190 м) при парной подготовке, был проведен комплекс исследований при следующих вариациях ширины целиков: 6,0 м на участке штреков протяженностью 50 м, 4,5 м - 80 м и 3,5-3,0 м на участке 60 м. Для оценки устойчивости кровли выработок производились замеры смещений кровли с помощью контурных и глубинных реперов типа «Те11-Та1е» (см. рис. 2). Установлено, что в конвейерном штреке 123-ю «бис» пласта Четвертого, закрепленном сталеполимерными анкерными крепями и проходимом с определенным отставанием в пространстве и вре-

мени от забоя основного конвейерного штрека 123-ю в зоне разгруженного от напряжений массива, смещения кровли были в три и более раз меньше.

Ьсж, м

1,5 2,5 3,5 Р,л/м

Рис. 3. Сравнительная оценка относительного напряженного состояния краевой части углолытого массива и межштрековых целиков по выходу штыба при проведении одиночной и парной выработок, разделенных целиками различной ширины:

I - при проведении одиночной; 2-1-парной выработки в целиках величиной соответственно 3; 4,5 и 6 м

Для изучения напряженно-деформированного состояния целиков и краевых частей массива применялся комплекс косвенных методов с одновременным определением удароопасности целиков. В комплекс методов входили оценка напряженного состояния по выходу штыба (рис. 3), определение усилий вдавливания пуансонов в стенки скважин специальными приборами, измерение деформаций угольного массива и измерения температуры в шпурах (скважинах) в направлении перпендикулярном продольной оси выработки на различном расстоянии от контура последней и, наконец, измерение интенсивности газовыделения в выработку в зависимости от ширины целика (рис. 4).

Установлено, что зона разгрузки в краевой части массива в окрестности конвейерного штрека 123-ю составляет 8-9 м. Таким образом, на этапе

Рис. 4. Гаэоввдетспис при проведенииодиночной и парной выработки при целиках ралюй величины:

/ - одиночная выработка, 2 - при целике 3 м; 3 - при целике 4,5 м, 4 - при целике 6 м

проведения парных выработок и их поддержания вне влияния зоны опорного давления лавы целики шириной 4,5 и 3,0-3,5 м подвергаются преимущественно деформациям растяжения, за счет которых реализуется их вертикальная податливость в пределах условно упругой деформации без значительной потери несущей способности и разрушений. Причем величины деформаций обратно пропорциональны ширине целиков. Из анализа результатов исследований характера деформации целиков шириной, изменяющейся в диапазоне 6-3 м, следует, что в целике шириной 6 м не исключается формирование удароопас-ного состояния угольного массива, податливое разрушение целика шириной 3 м может возникнуть вне зоны опорного давления при длительном поддержании выработок или на участке увеличения мощности ложной кровли. Сделан предположительный вывод, что максимальные горизонтальные напряжения в 1,5 раза превышают вертикальные, при этом, максимальные напряжения направлены примерно под углом 75°, минимальные-под углом 15° к оси выработки, что может неблагоприятно сказаться на устойчивости целиков размером

менее 4,5 м. Целик величиной 3 м при прочности угля пласта Четвертогона одноосное сжатие 14-15 МПа в этих условиях нагружения при длительном поддержании выработки является неработоспособным. Его разрушение может привести к нарушению работоспособности анкерной крепи выработок.

В зоне влияния очистных работ состояние выработок и межштрековых целиков существенно меняется, что можно установить из графиков на рисунках 5, 6, 7 и 8.

Рис. 5. Графики величин смешений кровли в парных штреках, в зависимости от расстояния до фронта очистных работ, при ширине межцуштрекового целика 3,0 м

Рис. 6. Графики величин смешений кровли в парных штреках, в зависимости от расстояния до фронта очистных работ, при ширине межцуштрекового целика 4,5 м

Рис. 7 Графики величин и скоростей смешений кровли в парных штреках, в зависимости от расстояния до фронта очистных работ.

при ширине междуштрекового целика 5.5-6,0 м

Рис. 8. Состояние выработок и податливых охранных иеликов различной ширины при парной подготовке выемочных участков

в условиях влияния очистных работ

Результаты наблюдений и исследований показали, что резко возросли деформации межштрекового целика шириной 3-3,5 м. В конвейерном штреке 123-ю «бис» на участке штрека длиной 5-8 м в створе с очистным забоем они составили: горизонтальные - 90-120 мм, вертикальные - 23-30 мм, видимый отжим достигал 170-200 мм.

Смещения кровли в штреках на расстояние 50-60 м за лавой, в зависимости от ширины целиков, достигали от 300 до 600 мм.

Горизонтальные подвижки и отжим угля от межштрекового целика наблюдались преимущественно в выработке 123-ю «бис» и способствовали перераспределению напряжений в кровле на сопряжении конвейерного штрека 123-ю с лавой (рис. 8). Перераспределение напряжений сопровождалось расслоением кровли на высоту до 0,8-1,2 м и разрушением слоев над опорами анкеров, их обыгрыванием и при несвоевременном возведении крепи усиления - вывалами кровли. Сделан вывод, что межштрековые целики шириной 3 м не отвечают требованиям по сохранности выработок для повторного использования.

На стадии проходки этих выработок отмечались разрушение целика и его разгрузка, сопровождаемая повышенным газовыделением. При влиянии очистных работ целик угля был деформирован со значительным выдавливанием угля в выработки, смещения кровли носили критический характер, и сохранность выработок без дополнительных мер усиления не представлялась возможной.

Целик шириной 4,5 м после влияния очистных работ сохранил необходимую устойчивость для поддержания парных выработок, смещения по кровле в вентиляционной выработке не превысили 350-450 мм, но высыпание угля в выработку из целика и массива, без дополнительной зачистки не позволит повторно использовать выработку для смежной лавы.

В результате всестороннего изучения напряженно-деформированного состояния межштрекового целика шириной 5,5-6,0 м (интенсивность тре-щиноватости по всей ширине с помощью дефектоскопии, выход штыба с единицы ширины) было установлено, что целик был деформирован, напряженное состояние его значительно снизилось и он не являлся носителем ЗПГД. Таким образом, при таких параметрах целика при отработке пласта Четвертого осуществлялось эффективное защитное действие на вышележащий пласт Тройной.

Результаты исследований способа охраны выработок золобетонными полосами дали основание сделать вывод о том, что этот способ охраны является полезным при разработке пластов с тяжелыми, труднообрушаемыми кровлями, способствующим безремонтному сохранению выработок. Рекомендованы способы выбора и расчета параметров указанного способа охраны.

Четвертая глава посвящена обоснованию параметров сталеполимер-ной анкерной крепи и паспортов крепления при парной штрековой подготовке выемочных участков угольных пластов опасных по горным ударам.

Прежде всего в результате стендовых (в лаборатории) и шахтных испытаний семи конструктивных вариантов анкеров, три из которых - моди-

фикации типа АСП, один - А20В (конструкции ЗАО «Кузбасспромсер-вис»), и три - стеклопластиковых модификации, одна из которых импортная (Германия), были разработаны технические условия на «Крепь анкерную (сталеполимерную) - АСП для шахт ОАО "Воркутауголь" ТУЗ 142002-00174272-01».

Исходя из известных геомеханических закономерностей взаимодействия крепей выработок с массивом горных пород, сформулированных во ВНИМИ, о работе крепей в режиме «заданных деформаций» и «заданных нагрузок», в диссертации разработана методика обоснования необходимой величины податливости крепи и средств охраны выработок, основанная на учете упругого восстановления подработанного массива

где сга - нормальное к напластованию напряжение сжатия массива в общем виде, с учетом угла падения, определяемое по формуле:

°а = У" (cos2 а + Г| sin2 а), (3)

где у - объемный вес пород, МПа/м; H — вертикальная глубина разработки, м; а - угол падения пласта, (...°); Г) - коэффициент бокового распора, составляющий для осадочных пород 0,4-0,6.

Напряжения пропорциональны глубине заложения выработки. Модуль упругости пород с глубиной практически не изменяется в диапазоне давлений (напряжений), при которых не достигается предел прочности материала, находящегося в объемном напряженном состоянии. Для осадочных пород, сложенных литотипами аргиллитов, алевролитов, песчаников его средневзвешенное значение находится в диапазоне величин 3-3,5-104 МПа. Следовательно, для определения абсолютной деформации АН упругого восстановления массива, вмещающего выработку на глубине И, необходимо просуммировать деформации отдельных интервалов толщи, т. е.,

д (4)

где п - число интервалов, на которые разделена подработанная толща до поверхности; - величина интервала, м; - относительная деформация /-того интервала.

Расчеты величины упругого восстановления подработанной толщи пород до поверхности по приведенным выше зависимостям (2)-(4) для глубины 1000 м достигают 355 мм в зоне влияния очистных работ, т. е. 23 % от вынимаемой мощности подрабатывающего пласта Четвертого.

Этими данными следует руководствоваться для назначения величины податливости крепей и средств охраны выработок (целики, искусственные опоры).

На основании результатов шахтных экспериментов и исследований оптимальное рабочее сопротивление (несущая способность) сталеполимер-ных анкерных крепей для наиболее представительных условий разработки пласта Четвертого Воркутского месторождения находится в диапазоне 150-200 кН, а удельное сопротивление при принятом паспорте крепления -один анкер на 1 м2 - 150-200 кН/м2. Нижние слои непосредственной кровли мощностью 2,2 м, подшитые анкерной крепью, работают при взаимодействии с целиками в режиме «заданной нагрузки». Момент инерции этой пачки кровли, который обеспечивается «сшивкой» и принятым паспортом крепления, обеспечивает ей устойчивое состояние при реализации податливости целиков до 350 мм.

В экстремальных условиях влияния очистных работ (область высоких концентраций напряжений в зоне опорного давления, интенсивный процесс сдвижения в выработанном пространстве) рекомендуется применение крепей усиления на участке +10...-10 м от забоя лавы в виде гидрофициро-ванных индивидуальных стоек, желательно комплектных механизированных, устанавливаемых под жесткие верхняки. В случае тяжелых, труднооб-рушаемых кровель - дополнительно двухрядные столбчатые опоры из сборного железобетона (золобетона) или твердеющей закладки, параметры которых рассчитываются по известным методикам, исходя из действующих «заданных нагрузок» в конкретных условиях.

В работе рассмотрен вопрос о возможности и безопасности применения сталеполимерных анкерных крепей при разработке пластов, опасных по горным ударам. Для экспериментальных и научно-исследовательских работ были отобраны три выработки: конвейерный бремсберг 22-3 на пласте Пятом шахты «Северная» длиной 1700 м; вентиляционный штрек 112-ю по пласту Тройному на шахте «Северная» - 423 м и монтажная камера № 834-юпо пласту Четвертому на шахте «Заполярная» -235 м.

Сталеполимерные анкеры устанавливались с удельным сопротивлением 150-200 кН/м2. В процессе очистной выемки для охраны выработки предусмотрена выкладка двухрядной золоблочной полосы. В процессе наблюдений и исследований производился периодический прогноз ударо-опасности пластов. В результате сделаны следующие выводы:

- при принятом паспорте крепления была обеспечена устойчивость выработок и не наблюдалось динамических подвижек кровли;

- отсутствовала удароопасность пластов.

В главе пятой произведена оценка технико-экономической эффективности разработанных в диссертации рекомендаций. Сравнивались следующие варианты. В базовом варианте принята схема подготовки выемочных участков одиночными выработками, охраняемых без оставления угольных целиков на границе с выработанным пространством, с их повторным использованием в качестве вентиляционных.

В сравниваемом экспериментальном варианте, параметры которого обоснованы в диссертации, предлагается подготовка выемочных участков парными, сближенными выработками, закрепленными сталеполимерными анкерными крепями и охраняемыми податливыми угольными целиками. Сравниваемый, предлагаемый вариант выгодно отличается от базового тем, что на основе оптимизации размера (ширины) принимаемого сплошным ленточного, податливого целика обеспечивается безремонтное поддержание повторно используемой выработки, повышение безопасности работ за счет предупреждения горных ударов и внезапных выбросов и возможности управления содержанием газа в рабочем пространстве выработок за счет частичного поддержания второй спаренной выработки в качестве газоотво-дящей воздушной магистрали. Все это позволяет увеличить нагрузку на очистной забой в 2-2,5 раза, и за счет этого ожидаемая дополнительная прибыль от реализации продукции, без учета затрат на себестоимость, может составить около 243 млн р. в год с одного очистного забоя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- На основании результатов комплексных исследований конвергенции боковых пород, сдвижения пород кровли и напряженно-деформированного состояния угольного массива и целиков при подготовке выемочных участков парными выработками, закрепленных сталеполимерными анкерами и охраняемых целиками различной ширины (3,4, 5, 6 м) обоснованы условия устойчивости выработок и безопасности ведения горных работ на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам в зоне влияния очистных работ.

- Для условий разработки угольных пластов Воркутского месторождения с креплением выработок сталеполимерными анкерными крепями и охраной податливыми угольными целиками оптимальное удельное сопротивление крепи, при котором обеспечивается эксплуатационное состояние выработок в процессе их проведения и поддержания вне влияния очистных работ, находятся в диапазоне 150—200 кН/м2. Податливость анкерной крепи и средств охраны выработок в зоне влияния очистных работ необходимо рассчитывать из условия упругого восстановления толщи горных пород до поверхности и приращения относительного смещения боковых пород в зоне влияния очистной выработки. Так, для пласта Четвертого, разрабатываемого на глубине около 1000 м, эта величина составляет порядка 23 % вынимаемой мощности пласта.

работок при повторном использовании с условием реализации мероприятий по усилению крепи выработок дополнительными средствами крепления и охраны в зоне влияния очистных работ.

- В результате опытно-промышленной проверки ряда мероприятий по усилению крепления пород кровли как в период первичного обрушения основной кровли, так и при установившемся сдвижении пород (индивидуальные стойки из дерева, гидростойки, анкеры и др.), представилось возможным произвести оценку эффективности их применения и сделать вывод о перспективности и безопасности их промышленного применения.

- Наблюдения показали, что основная нагрузка воспринималась анкерной крепью и гидростойками, частично нагрузка на начальном этапе нагружения до 120 мм смещения кровли передавалась на ремонтины, которые затем теряли несущую способность в результате разрушения. Рамная крепь типа МТПШ по существу выполняла только оградительные функции.

- Применение крепей усиления с различными механическими характеристиками обусловило асинхронность их нагружений и не позволило использовать потенциальный суммарный запас их несущей способности. В связи с этим при проектировании паспорта крепления крепей усиления следует ориентироваться, прежде всего, на гидрофицированные крепи постоянного сопротивления, устанавливая их без каких-либо элементов податливости. Плотность установки крепи (удельное сопротивление) необходимо выбирать, исходя из нагрузочных свойств пород кровли. В сложных условиях, в частности, при наличии тяжелых по нагрузочным свойствам кровель необходимо предусматривать дополнительную установку средств охраны выработок - искусственные опоры из сборного бетона (железобетона), твердеющей закладки и т. п. Причем расчет сопротивления такой охранной крепи следует производить, исходя из объема зависающей в выработанном пространстве над штреком породы на высоту обрушения в лаве, а податливость принимать не менее величины «заданных деформаций», проявляющихся в зоне влияния очистных работ. В особо сложных условиях по нагрузочным свойствам кровли (прочная, мощностью несколько десятков метров, практически монолитная, труднообрушаемая) расчеты показывают, что надо предусматривать установку таких опор в два ряда.

- В результате оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород в условиях мульдовой части поля Воркутского месторождения представилась возможность обоснованного выбора оптимальных размеров податливых целиков и параметров паспортизации парных выработок, а также порядка их расположения и проведения в пространстве и во времени.

- Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы, следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок должен быть не менее 90-100 дней.

- При разработке пластов с высокой газообильностыо переход па подготовку выемочных столбов парными выработками с анкерным креплением и податливыми ленточными целиками при условии функционирования граничащей с выработанным пространством выработки в режиме частичного поддержания в качестве газоотводящей магистрали, представляется возможным увеличить нагрузку на очистные забои в 2-2,5 раза и за счет этого обеспечить прибыль от реализации продукции только с одного очистного забоя, без учета себестоимости, порядка 248 млн р. в год.

Список публикаций

1 Вовк Л. II. О выборе оптимальной величины межштрековых целиков при проведении парных выработок па пластах, опасных по горным ударам // Сб. тр. молодых ученыхШ1ИМИ (по магерихгам конференции). -СПб.: ВНИМИ, 2003-С. 17-23.

2. Вовк Л. II., Долоткин Ю. Н. Устойчивость подготовительных выработок при бесцелнковой отработке пластов // Сб. тр. молодых ученых ВНИМИ (по материалам конференции). - СПб.: ВНИМИ, 2003 - С. 24-26.

3. Борисов А. В., Долоткин Ю. Н., Вовк А. II. Стендовые испытания анкеров различных конструкций // Сб. тр. молодых ученых ВНИМИ (по материалам конференции). - СПб.: ВНИМИ, 2003-С. 113-116.

4. Вовк А. II., Борисов А. В., Долоткин Ю. Н. Экспериментальное крепление демонтажной камеры сталеполимерными анкерами / «Неделя горняка-2003». Семинары №№ 10, 11. - 2003. - С. 98-99.

Печатный цех В11ИМИ. Заказ 2. Тираж 100.1.5 п. л.

р-б 940

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вовк, Александр Иванович

Введение.

1. Современное состояние изученности вопроса.

2. Условия устойчивости одиночных подготовительных выработок по пласту Четвертому, закрепленных сталеполимерными анкерами при их проведении и поддержании вне зоны влияния очистных работ

2.1. Горно-геологические условия залегания углевмещающей толщи горных пород в поле шахты «Северная».

2.2. Устойчивость вентиляционного и конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис» пласта Четвертого при их проведении и поддержании вне зоны влияния очистных работ.

3. Устойчивость конвейерных штреков 123-ю и 123-ю «бис» пласта Четвертого на участке парных выработок при проведении 123-ю «бис» и поддержании вне зоны влияния очистных работ.

3.1. Устойчивость вентиляционных, конвейерных штреков 123-ю, 123-ю «бис» пласта Четвертого и межштрековых податливых целиков вне зоны влияния очистных работ.

3.2. Устойчивость вентиляционного, конвейерных штреков 123-ю, 123-ю «бис» пласта четвертого и межштрековых податливых целиков в зоне влияния очистных работ.

3.3. Некоторые результаты исследований условий устойчивости парных выработок и податливых целиков на шахтах «Заполярная» и «Комсомольская» Воркутского месторождения.

3.4. Исследование способа охраны выработок золобетонными полосами.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения"

4.2. Стендовые испытания анкеров различных конструкций. 113

4.3. Геомеханическое обоснование параметров анкерной крепи. 119

4.4. О возможности и безопасности применения сталеполимерных анкерных крепей при разработке пластов опасных по горным ударам. 124

4.4.1. Характеристика условий и места проведения испытаний. 125

4.4.2. Выводы и предложения. 132

4.4.3. Характеристика условий и места проведения испытаний. 132

Выводы и предложения. 145

5. Оценка технико-экономической эффективности результатов диссертационной работы. 147

5.1. Сравнение бесцеликового способа подготовки (базовый вариант) с подготовкой парными выработками (экспериментальный вариант). 147

5.2. Зависимости нагрузки на очистные забои пласта IV-ro по шахте «Северной» от удельного содержания метана в рудничной атмосфере при подготовке выемочных участков одиночными выработками (базовый вариант) и парными выработками (экспериментальный вариант). 151

Заключение. 156

Библиографический список. 159

ВВЕДЕНИЕ

Проблема крепления, охраны и поддержания подземных выработок в угледобывающей промышленности России остается первостепенной, от успешного решения которой во многом зависят и объемы добычи угля в отрасли и рентабельность работы отдельного угольного предприятия, в частности, шахты.

Одной из главных причин возникновения этой проблемы - давно наметившееся несоответствие между условиями работы в длинных очистных забоях -лавах и пластовых подготовительных выработках, состоящее в следующем. Для длинных очистных забоев еще со времен б. СССР созданы и получили широкое промышленное внедрение высокопроизводительные механизированные комплексы с гидрофицированными крепями, модернизированные к настоящему времени в трех поколениях, имеющие потенциальную возможность обеспечивать из пологих пластов средней мощности суточную нагрузку на забой до 10 тыс. тонн. Вместе с тем в технологии проведения, крепления и поддержания подготовительных выработок все еще превалируют устаревшие способы и средства крепления и поддержания выработок, требующие затрат значительного удельного веса ручного труда, а главное, являющиеся несовершенным и не безопасным средством управления горным давлением. Последнее вызывает необходимость систематического производства ремонтно-восстановительных работ и сдерживает потенциальные возможности комплексно-механизированных очистных забоев. Особенно это проявляется в сложных условиях разработки (большие глубины разработки, высокая газообильность пластов, опасность по геодинамическим явлениям и др. факторы). Эти проблемы в равной степени относятся и к условиям разработки угля в Печорском бассейне.

В настоящее время отработка пластов на шахтах ОАО "Воркутауголь" осу-ществляетя по бесцеликовой технологии с повторным использованием подготовительных выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством.

Годовой объем проведения эксплуатационных выработок на шахтах ОАО "Воркутауголь" составляет 24,6-25,8 км, из которых на долю подготовительных выработок приходится 13,9-14,5 км, т.е. 56%. При отработке запасов Воркутского месторождения на глубоких горизонтах возникают проблемы с обеспечением надежной работоспособности металлокрепи, устойчивости подготовительных выработок и, соответственно, стабильности работы добычных участков с высокими нагрузками. Основным типом крепи подготовительных выработок является металлическая арочная крепь КМП-АЗ, изготавливаемая из спецпрофиля СВП-27, с плотностью установки 1,5-2 рамы/метр. Для повышения надежности работы КМП-АЗ и уменьшения ее плотности установки с 1991 года стали внедрять комбинированную рамно-анкерную крепь, эффективность которой возрастает при применении сталеполимерных анкеров. Для повышения надежности поддержания выработок на границе с выработанным пространством, снижения расхода лесоматериалов и металла на пластах мощностью до 1,5-1,6 м производится выкладка шлакоблочной стенки.

Одним из перспективных направлений совершенствования способов проведения и поддержания горных выработок явилось создание и освоение анкерных крепей.

С 1985 года на шахтах Печорского бассейна ведутся работы по использованию анкерного крепления на базе новой технологии бурения и сталеполимерных средств закрепления анкеров. На основании выполненных исследований работоспособности сталеполимерной анкерной крепи в различных горногеологических и горнотехнических условиях на шахтах Печорского и Кузнецкого бассейнов, учета зарубежной практики разработана "Программа промышленного применения сталеполимерного анкерного крепления горных выработок и расширение области применения технологии на шахтах ОАО "Воркутауголь" в 2002 г., а также "Программа и методика промышленных испытаний способа сталеполимерного анкерного крепления при проведении и эксплуатации горных выработок на удароопасных пластах на шахтах ОАО "Воркутауголь". Выполнен ряд научно-исследовательских работ с целью определения критериев целесообразности применения анкерной крепи в различных горно-геологических и горнотехнических условиях на шахтах АО "Воркута-уголь", основные положения которых нашли отражение в нормативных документах. Результаты исследований показали, что в условиях Воркутского месторождения при достигнутом техническом уровне производства, применение сталеполимерных анкеров для крепления и поддержания горных выработок принципиально возможно и экономически целесообразно. Определены приоритетные направления для внедрения технологии анкерного крепления, исходя из назначения и условий заложения горных выработок, в том числе и на удароопасных пластах. В 2002 году на шахтах ОАО "Воркутауголь" сталепо-лимерная анкерная крепь внедрена в 19 выработках с общей протяженностью 10295 м, при плане проведения горных выработок 27640.

Применяемые схемы подготовки одинарными выработками при бесцелико-вой отработке выемочных участков на достигнутых глубинах практически исчерпали свои возможности по увеличению нагрузок на очистные забои. При газообильности выемочных участков, достигающих 70-100 м3/мин. и эффективности дегазации 60-70% нагрузки на очистные забои пласта Четвертого по фактору вентиляции, ограничиваются 1000-1300 т/сутки, пласта Мощного - 20004-3000 т/сутки. Поэтому на шахтах ОАО "Воркутауголь" после апробации ведутся работы по переходу на технологические схемы подготовки и отработки выемочных участков парными выработками с оставлением между ними податливых целиков. Выработки крепят сталеполимерными анкерами.

Особенностью парной подготовки в условиях высокой газообильности пластов является обеспечение сохранности двух выработок за лавой, одна из которых поддерживается сталеполимерными анкерами в сочетании с охранными податливыми угольными целиками для повторного использования при отработке смежного выемочного столба, а вторая, частично поддерживаемая на границе с выработанным пространством, служит для изолированного отвода газовоздушной смеси. Поэтому переход на подготовку выемочных столбов парными выработками по данному варианту дает возможность снять ограничения по газовому фактору и увеличить нагрузки на очистной забой в 2-2,5 раза, при этом появляется возможность увеличить протяженность выработок без проведения промежуточных вентсбоек. Переход на подготовку выемочных столбов парными выработками обеспечивает возможность увеличения нагрузки на очистной забой в 2-2,5 раза, при этом появляется возможность увеличить протяженность выработок без проведения промежуточных вентсбоек.

Надежность и безопасность технологических схем с парными выработками на пластах опасных по горным ударам, определяется типом крепления выработок и размерами податливых целиков между парными выработками.

При использовании рамно-арочной крепи при проявлении удароопасности целика возможна его обработка разгрузочными скважинами без нарушения режима податливости крепи. При креплении выработок сталеполимерными анкерами важным и ответственным элементом задачи является выбор оптимального размера податливого целика без последующей его обработки разгрузочными скважинами, т.к. разгрузочные скважины способствуют "закорачиванию" воздушной струи с вытекающими негативными последствиями, а превышение податливости целика по сравнению с податливостью анкерной крепи приводит к потери устойчивости кровли и нарушению эксплуатационного состояния выработки.

Условия применения податливой анкерной крепи в парных выработках, оконтуривающих очистные забои отдельно не регламентируются действующими нормативными документами. Поэтому определение размера податливого целика, обеспечивающего долгосрочное поддержание парных выработок, закрепленных анкерной податливой крепью без профилактической обработки их стенок и целика разгрузочными скважинами, наиболее надежно может быть решена только экспериментальным путем.

В связи с этим тема предлагаемой диссертационной работы является актуальной.

Целью исследований является обоснование параметров средств крепления и поддержания спаренных горных выработок, охраняемых податливыми целиками, при разработке пластов опасных по геодинамическим явлениям.

Задачи исследований:

3. Определить интервал между проводимыми забоями парных выработок в пространстве и времени с целью обеспечения наиболее благоприятных условий напряженного состояния массива для проведения и поддержания повторно используемой выработки.

4. Обосновать тип и параметры крепи выработок, охраняемых податливыми целиками.

5. Произвести оценку технико-экономической эффективности разработанных рекомендаций.

Методы исследований: При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований - шахтные экспериментальные наблюдения и инструментальные геомеханические, температурные, газодинамические исследования в сочетании с анализом и обобщением результатов.

Научные положения, выносимые на защиту:

2. Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок не должен превышать 90-100 дней.

3. В условиях пласта Четвертого и ему аналогичных при подготовке выемочных полей парными выработками с анкерным креплением для обеспечения эксплуатационного состояния выработок в течение срока службы как на стадии подготовки, так и ведения очистных работ оптимальным в отношении исключения ударов и обеспечения устойчивости выработок является податливый целик размеров 5,5-6,0 м.

Научная новизна работы заключается в следующем:

2. Обоснована величина радиуса разгрузки массива горных пород вокруг пластовой подготовительной выработки, составляющей для условий разработки пласта Четвертого с учетом фактора времени 8-9 м.

3. Установлена закономерная связь между величиной смещения кровли пласта подрабатывающего толщу пород и глубиной разработки, а также физико-механическими свойствами пород покрывающей толщи (Е, у).

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим статистически представительным объемом шахтных инструментальных геомеханических, температурных, газодинамических, лабораторных стендовых исследований, испытаний и наблюдений, удовлетворительной технико-экономической эффективностью результатов испытаний разработанных рекомендаций. Всего наблюдения были поставлены в 7-и выработках различного назначения на 3-х разрабатываемых пластах, включая экспериментальный участок, протяженностью 190 м, подготовленный спаренными выработками, поддерживаемыми податливыми целиками разной ширины (3,0, 4,5, 6,0). Общая длина выработок при этом закрепленная сталеполимерными анкерами достигала около 1500 м. Всего было установлено в этих выработках более 50 комплексных замерных станций, наблюдения по отдельным из них продолжались от 70 до 367 суток в течение их проведения и поддержания вне зоны и в зоне влияния очистных работ.

Личный вклад автора состоит;

- в усовершенствовании и творческом применении оригинальных комплексных геомеханических, температурных, газодинамических методов исследования и оборудования в условиях разработки пластов, опасных по горным ударам и внезапным выбросам, при парной подготовке выемочных участков с податливыми междуштрековыми целиками и креплением выработок анкерными сталеполимерными крепями;

- в проведении шахтных экспериментальных исследований;

- в обосновании и разработке методики расчета и выбора оптимальных параметров анкерных крепей (податливость, несущая способность ) и паспортов крепления;

- в решении задачи выбора оптимальной ширины межштрековых податливых целиков, при которых обеспечивается устойчивость выработок и предупреждение горных ударов;

- в установлении закономерности распределения напряжений в податливых целиках и угольном массиве для решения практических вопросов обоснования способа проведения парных выработок в пространстве и времени и повышении безопасности работ;

- в разработке общих выводов и практических рекомендаций.

Практическое значение работы состоит:

- в разработке рекомендаций по усовершенствованию технологии подготовки выемочных участков парными выработками с податливыми целиками, сущность которых состоит в применении ленточных сплошных целиков и анкерной крепи в выработках, что обеспечило резкое повышение эффективности проветривания очистных забоев в условиях газообильного пласта Четвертого и скачкообразное (в 2-4,5 раза) повышение нагрузки на забой.

- в разработке методики оценки напряженного состояния массива в окрестности выработки на основе исследования закономерностей изменения температуры массива горных пород, усилий вдавливания пуансонов в стенки скважин, газодинамики, выхода штыба с одного п.м. массива (целика).

- в разработке рекомендаций по определению оптимальных размеров податливых целиков, методики обоснования параметров анкерных крепей и паспортов крепления анкерами, синхронно работающих с податливыми целиками и обеспечивающими устойчивость выработок и предотвращение горных ударов.

Реализация результатов работы

Результаты исследований используются в перспективной программе развития горных работ на шахте «Северная» при подготовке выемочных полей 13-12-ю и 14-12-ю по пласту Четвертому. По результатам отработки этих полей положительный опыт будет перенесен на отработку пласта Четвертого по всей площади Воркутского месторождения. В разработке технических условий на «Крепь анкерную (стал е пол и мерную) - АСП для шахт ОАО «Воркутауголь» ТУ 3142-002-00174272-01», что позволило наладить производство анкеров на местном механическом заводе.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях секции по геомеханике Ученого Совета ВНИМИ (Санкт-Петербург, 2004 г.), Ученом Совете ПечорНИИпроект, техническом Совете ОАО «Воркутауголь» (2004 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы. i

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Вовк, Александр Иванович

Выводы и предложения

1. В результате выполненных работ по анкерованию удалось обеспечить устойчивость укрепленных пород. Принятая расчетом плотность крепления при ширине монтажной камеры около 5 м достаточна.

2. Величина смещений по указателям на период завершения работ по проведению выработки не превысила значений зеленой шкалы указателей (25 мм).

3. При проходке в выработке не наблюдалось значительного (до 0,8 м) отжима горных пород в верхних боковых частях. а) по датчику I (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) О 5 10

Т.сут с 10 U, мм >—о—о-о—о—< fv* © ' >—0—0—0—0—с >—о— —О—О—О—|

0 б) по датчику 2 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) Т.сут

10 U, мм

0 в) по датчику 3 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого) T, сут

10 U, мм (D X.

0 г) по датчику 4 (м онтажная камера 834-ю пл. Четвертого) -О——О^—О-О—О—О—Се----О*-- Т.сут

10 U, мм 0

10 U, мм о\ д) по датчику 5 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого)

-о

Т.сут е) по датчику 6 (монтажная камера 834-ю пл. Четвертого)

Т.сут

10 U, мм 0

U, мм

5. Опенка технико-экономической эффективности результатов диссертационной работы

5.1. Сравнение бесцеликового способа подготовки (базовый вариант) с подготовкой парными выработками (экспериментальный вариант)

1 вариант: бесцеликовая выемка с подготовкой выемочных столбов 1012-ю пласта Тройного и 1312-ю пласта Четвертого одинарными выработками с креплением МТПШ.

2 вариант: подготовка этих же столбов парными выработками, закрепленными анкерной крепью. л

Сечение подготовительных выработок принято 12,8 м , длина столба 1012-ю пласта Тройного -1610м, 1312-ю пласта Четвертого -1810м, длина лавы 1012-ю пласта Тройного равна 190 м, лавы 1312-ю пласта Четвертого -200 м.

Сравнительный расчет затрат на крепление 1 п.м. выработки.

1 вариант: крепление выработок МТГТШ.

- МТПШ из СВП-27 (2 стойки, L=2,7 м, верхняк L=3,5 м);

- плотность установки крепи 1,5 рамы на 1 п.м.;

- затяжка выработки по кровле - железобетонная;

- затяжка выработки по бокам металлическая решетка.

Вариант крепления анкерами:

- комплект анкерной крепи АСП для пласта Тройного: 10 анкеров по кровле, для пласта Четвертого - 5 анкеров, L=2,2 м и D=24 мм;

- подхват L=3,8 м для пласта Тройного - 4, для пласта Четвертого —1.

- 15 ампул с закрепляющим раствором;

- затяжка выработки по кровле - металлическая решетка.

Расчет затрат на крепление 1 п.м. выработки производится по следующим элементам: заработная плата на крепление и доставку, социальный ФОТ, материалы.

В основу расчета положены стоимостные параметры по состоянию на сентябрь 2003 года.

Объем добычи во 2-м варианте больше чем в первом на объем добычи угля при проходке дополнительного бремсберга. По пласту Тройному это

991120 (1 вариант) и 1018380 (2 вариант), по пласту Четвертому 684180

1 вариант) и 703730 (2 вариант).

Расчет затрат по элементам по пласту Тройному представлен в таблицах 5.1-5.3.

Расходы на оплату труда и социальный налог:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- На основании результатов комплексных исследований конвергенции боковых пород, сдвижения пород кровли и напряженно-деформированного состояния угольного массива и целиков при подготовке выемочных участков парными выработками, закрепленных сталеполимерными анкерами и охраняемых целиками различной ширины (3, 4, 5, б м) обоснованы условия устойчивости выработок и безопасности ведения горных работ на пластах, опасных по горным'ударам и внезапным выбросам в зоне влияния очистных работ.

- Для условий разработки угольных пластов Воркутского месторождения с креплением выработок сталеполимерными анкерными крепями и охраной податливыми угольными целиками оптимальные удельные сопротивления крепи, при которых обеспечивается эксплуатационное состояние выработок в процессе их проведения и поддержания вне влияния очистных работ, л находятся в диапазоне 150-200 кН/м . Податливость анкерной крепи и средств охраны выработок в зоне влияния очистных работ необходимо рассчитывать из условия упругого восстановления толщи горных пород до поверхности и приращения относительного смещения боковых пород в зоне влияния очистной выработки. Так для пласта Четвертого, разрабатываемого на глубине около 1000 м, эта величина составляет порядка 25% вынимаемой мощности пласта.

- Установлено, что при применении межштрековых целиков шириной 3,0 м не обеспечивается возможность безремонтного повторного использования выработок. Не в полной мере и не во всем диапазоне условий это требование выполняется и при целиках шириной 4,5 м. Податливые целики шириной 5,5-6,0 м находятся в диапазоне оптимальных величин, при которых обеспечивается безопасность работ и безремонтное поддержание выработок при повторном использовании при условии реализации мероприятий по усилению крепи выработок дополнительными средствами крепления и охраны в зоне влияния очистных работ.

- В результате опытно-промышленной проверки ряда мероприятий по усилению крепления пород кровли как в период первичного обрушения основной кровли, так и при установившемся сдвижении пород (индивидуальные стойки из дерева, гидростойки, анкера и др.), представилось возможным произвести оценку эффективности их применения и сделать вывод о перспективности и безопасности их промышленного применения.

- Применение крепей усиления с различными механическими характеристиками обусловило асинхронность их нагружений и не позволило использовать потенциальный суммарный запас их несущей способности. В связи с этим при проектировании паспорта крепления крепей усиления следует ориентироваться, прежде всего, на гидрофицированные крепи постоянного сопротивления, устанавливая их без каких-нибудь элементов податливости. Плотность установки крепи (удельное сопротивление) необходимо выбирать, исходя из нагрузочных свойств пород кровли. В сложных условиях, в частности, при наличии тяжелых по нагрузочным свойствам кровель необходимо предусматривать дополнительную установку средств охраны выработок - искусственные опоры из сборного бетона (железобетона), твердеющей закладки и т.п. Причем расчет сопротивления такой охранной крепи следует производить, исходя из объема зависающей в выработанном пространстве над штреком породы на высоту обрушения в лаве, а податливость принимать не менее величины «заданных деформаций», проявляющихся в зоне влияния очистных работ. В особо сложных условиях по нагрузочным свойствам кровли (прочная, мощностью несколько десятков метров, практически монолитная, труднообрушаемая) расчеты показывают, что надо предусматривать установку таких опор в два ряда.

- Парную выработку, предназначенную для поддержания после отработки действующей лавы и повторного использования в качестве вентиляционной для отработки следующей лавы следует проходить в зоне разгрузки первой выработки с отставанием забоя от первой выработки не менее 40-50 м, а разрыв во времени проведения парных выработок не должен превышать трех месяцев (90-100 дней).

- При разработке пластов с высокой газообильностью переход на подготовку выемочных столбов парными выработками с анкерным креплением и податливыми ленточными целиками при условии функционирования граничащей с выработанным пространством выработки в режиме частичного поддержания в качестве газоотводящей магистрали, представляется возможным увеличить нагрузку на очистные забои в 2-2,5 раза, и за счет чего обеспечить прибыль от реализации продукции только с одного очистного забоя, без учета себестоимости, порядка 248 млн. руб. в год.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Вовк, Александр Иванович, Санкт-Петербург

1. Вовк А.И., Долоткин Ю.Н. Устойчивость подготовительных выработок при безцеликовой отработке пластов. Сб. трудов молодых ученых ВНИ-МИ (по материалам конференции) СПб, ВНИМИ, 2003, стр. 24-26.

2. Семевский В.Н. Штанговая крепь. Металлургиздат. 1956.

3. Борисов А. А. Новые методы расчета параметров штанговой крепи. М., Госгортехиздат, 1962.

4. Семеновский В.Н., Волжский В.М., О.В. Тимофеев и др. Штанговая крепь. М., «Недра», 1965.

5. Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., «Недра», 1976.

6. Широков А.П. Теория и практика применения анкерных крепей. М., Недра, 1981.

7. Ержанов Ж.С., Серегин Ю.Н., Егоров В.Д. Расчет беззамкового анкерного крепления кровли очистных камер. Изд-во «Наука» Казахской ССР., Алма-Ата, 1981.

8. Мельников Н.И. Анкерная крепь. М., «Недра», 1980.

9. Горбачев Г.Ф., Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.И. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках. Изд-во «Наука», Сибирское отделение. Новосибирск, 1972.

10. Адрашев А.А., Зайденварг В.Е., Бучатский В.М. Обоснование и расчет анкерной крепи для поддержания выработок в условиях интенсивного горного давления. Горное давление и горные удары и сдвижение массива. Сб. научных трудов № 170, СПб, 1994.

11. Бучатский В.М. Особенности проявления горного давления в бесце-ликовых выемочных выработках в условиях труднообрушаемой кровли. Горное давление и горные удары. Сб. научных трудов № 166 (ВНИМИ) СПб, 1993.

12. Широков А.П., Шемякин В.А. Использование анкерных крепей при очистной выемке угля. М., ЦНИЭИуголь, 1976.

13. Дитер Виттенберг. Применение ультразвуковой измерительной техники на установленных породных анкерах. Глюкауф, 2001, декабрь № 2 (4).

14. Козел A.M., Борисовец В.А., Иевлев Г.А. Исследование работы штанговой крепи на моделях из оптически чувствительных материалов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Изд-во «Наука», Новосибирск, 1981.

15. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Восточного Донбасса. Изд-во РАН, СПб, 1998.

16. Указания по применению металлической и железобетонной анкерной крепи на сланцевых шахтах Ленинградского месторождения. Изд-во РАН, СПб, 1998.

17. Широков А.П. и др. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи. Кемеровское книжное изд-во, 1973.

18. Анкерная крепь и химическое укрепление пород. М., ЦНИЭИуголь, 1978.

19. Юрченко В.А., Утиралов О.А. и др. Анкерная сталеполимерная крепь типа АСМ. Уголь, январь 2003, стр. 14.

20. Райнер Фирхаус. Проходка выемочного штрека прямоугольного сечения с анкерной крепью в зонах повышенного горного давления. Глюкауф, 2002, июнь № 1(2), стр. 23.

21. Горный Г.Г., Боровитин М.П. и др. Применение анкерной крепи на шахтах Печорского бассейна. Коми книжное изд-во, 1964.

22. Рекомендации по креплению сопряжений лав индивидуальной металлической анкерной крепью (типовые паспорта) ШахтНИУИ, Донецк, 1972.

23. Штумпф Г.Г., Субботин А.И., Сурков А.В. Повышение устойчивости и надежности подготовительных выработок, безопасности горноподготовительных работ/Безопасность труда в промышленности. — 2000-№4, С.37-40.

24. Ульрих Руппель. Особенности применения анкерной крепи на высокопроизводительных добычных участках в аспекте международного сравне-ния./Глюкауф.-2000, сентябрь № 2(3). С.31-37.

25. Бернард Ланханки. Проектная концепция повторного использования штрека прямоугольного сечения с анкерной крепью Gluckauf 137(2001)№ 11, (Глюкауф, 2002, март № 1. С. 11 -20).26. 3. Бенявски. Управление горным давлением. М., Мир, 1990 254 с.

26. Борисов А.В., Долоткин Ю.Н., Погудин Ю.М., Хейнрих Арнольд, Александер Герцин. Оценки устойчивости кровли широкой выработки с рамной и анкерной крепью/Глюкауф, 1999, ноябрь № 2(4). С.17-21.

27. Долоткин Ю.Н., Борисов А.В., Погудин Ю.М. Оценка эффективности методов анкерования кровли горной выработки. Горные информационно-аналитический бюллетень. М., изд-во МГГУ, 2002, № 10, С. 149-151.

28. А.П. Веселов, О.И. Казанин. Пути совершенствования технологии отработки удароопасных газоносных угольных пластов Воркутинского месторождения. Уголь, июнь, 1998.

29. В.И. Барановский, М.И. Бесков. О размерах предохранительных целиков угля для глубоких шахт. Уголь. 1966, № 1, стр. 22-27.

30. В.И. Барановский, М.И. Бесков. Об охране подготовительных выработок, проходимых по пластам со склонными к пучению вмещающими породами. Уголь Украины, 1970, № 12, с. 8-9.

31. Ф.Н. Воскобоев, В.И. Распопов, Е.Я. Махно и др. Совершенствование очистных работ на крутых пластах Донбасса. ЦНИЭИуголь, М., 1971.

32. С.М. Липкович, А.И. Костоманов. На статью В.И. Барановского, М.И. Бескова. О размерах предохранительных целиков для глубоких шахт. Уголь №2, 1976, с. 69-71.

33. К.Ф. Сапицкий. Расчет податливых целиков при камерно-столбовых системах разработки угольных- пластов. Уголь, 1964, № 3, с.13-16.

34. В.А. Юков. О размере целика при бурошнековой выемке глинистых руд. Горный журнал «Известия высших учебных заведений», 1971, № 6, с.24-27.

35. В.И. Борщ-Компаниец, А.Б. Макаров. Управление горным давлением посредством придания искусственной податливости междукамерным целикам. В сборнике «Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. М., «Недра», 1986, с. 181-203.

36. Н.М. Проскуряков. Деформирование элементов соляного массива в очистных камерах. Сборник «Управление состоянием массива горных пород», М., «Недра», 1991, с. 265-268.

37. Н.М. Проскуряков, А.А. Антонов. Исследование деформаций неоднородных по форме и строению соляных целиков. Сборник «Физические процессы горного производства», Л., ЛГИ, 1984, с. 64-68.

38. С.В. Савченко. Управление горным давлением и сдвижением массива при разработке угольных пластов короткими забоями с разрушающимися целиками в условиях многолетней мерзлоты. Автореферат кандидатской диссертации. СПб, 1998, с. 19.

39. Ф.Н. Бублик, Г.А. Иванов. Исследование длительной прочности и ползучести неоднородных целиков. Труды ВНИМИ, сборник № 78, 1970.

40. Г.Л. Фисенко. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., «Недра», 1976.

41. Ф.Н. Воскобоев, П.Ф. Чубенко. Изменение несущей способности угольного массива во времени в натурных условиях. В сборнике «Технология добычи угля подземным способом. ЦНИЭИуголь, № 8, «Недра», 1967.

42. Я.А. Бич. Установка для исследования деформируемости угольного пласта. Научно-техническая информация, ЦИТИ, Углетехиздат, 1959.

43. Ж.С. Ержанов. Теория ползучести горных пород и ее приложения. Алма-Ата, 1964.

44. И.М. Петухов, Воскобоев Ф.Н. Опыт применения глубинных реперов для изучения сдвижений и деформаций горных пород в массиве. Сб. «Технология добычи угля подземным способом» ЦНИЭИугля, 1968, № 1.

45. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Печорского бассейна СПб, 1995.

46. Инструкций по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. СПб, 2000.

47. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатываемые угольные пласты, склонные к горным ударам (РД 05-328-99).

48. Л.М. Гусельников. Изменение температуры массива как характеристика его напряженного состояния. Сб. научных трудов АН СССР СО Институт горного дела. Новосибирск 80. С. 17-19.

49. И.М. Петухов, В.П. Кузнецов, В.В. Тетеревенков и др. Защитные пласты. Ленинград, изд-во «Недра», 1972.

50. Вовк А.И. О выборе оптимальной величины межштрековых целиков при проведении парных выработок на пластах, опасных по горным ударам. Сб. трудов молодых ученых ВНИМИ, 2003, стр. 17-23.

51. К.А. Ардашев, В.Н. Рева, М.А. Розенбаум. Способ отработки угольных пластов. Патент РФ. Приоритет от 26.05.98 г.

52. Борисов А.В., Долоткин Ю.Н., Вовк А.И. Стендовые испытания анкеров различных конструкций. Сб. молодых ученых ВНИМИ (по материалам конференции). СПб, ВНИМИ, стр. 113-116.

53. Г.Н. Кузнецов. О механизме взаимодействия боковых пород и крепи в очистных выработках пологопадающих пластов в сборнике «Исследования горного давления применительно к механизированным крепям. Углетехиз-дат, М., 1954.

Информация о работе

Вовк, Александр Иванович
кандидата технических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 25.00.22

Диссертация

Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы