Геомеханическое обоснование технологий ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств

Харламов, Александр Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геомеханическое обоснование технологий ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование технологий ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств"

На правах рукописи

ХАРЛАМОВ Александр Евгеньевич

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ С ПАКЕТИРОВАННОЙ ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ

Специальность 25.00.22 Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2011

1 7 [:;ар 20т7

4841031

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

САРЫЧЕВ Владимир Иванович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КУЗНЕЦОВ Юрий Николаевич,

кандидат технических наук, доцент КУРНАКОВ Валерий Александрович.

Ведущее предприятие - ОАО «Подмосковный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт» (ПНИУИ ОАО).

Защита диссертации состоится марта 2011 г. в Ы_ часов на засе-

дании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 90, ауд. 220, 6-й уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан «¿У» февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Копылов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В угольных бассейнах страны при подземной разработке месторождений приоритетными остаются технологии, базирующиеся на комплексно-механизированной выемке длинными очистными забоями. При этом отмечается, что подземная добыча угля может быть рентабельной при нагрузке на очистной забой не менее 2-3 млн т в течение одного года или не менее 8-15 ты с. т угля в сутки. Обеспечение таких показателей невозможно без решения целого комплекса проблем, связанных с совершенствованием существующих технологий или процессов подземной угледобычи и очистных комплексов, адаптированных к реальным горногеологическим условиям.

ННЦ ГП-ИГД им. A.A. Скочинского применительно к длинным очистным забоям была разработана единая универсальная классификация кровель по степени управляемости, в соответствии с которой все кровли делятся на три класса: легкоуправляемые, среднеуправляемые и трудноуправляемые. Наибольшей степенью по трудности управления обладают трудноуправляемые кровли, объединяющие и неустойчивые непосредственные кровли (сюда можно отнести также мощные массивы, сложенные слабыми породами, как в Подмосковном бассейне), и труднообрушающиеся основные, а также кровли, представленные обоими типами одновременно. Так, например, анализ геологического строения вмещающих толщ показывает, что трудноуправляемую кровлю в Кузнецком бассейне имеют около 76 % угольных пластов, в Печорском бассейне этот показатель достигает 93 % . Интенсивность проявлений горного давления приводит к снижению безопасности горных работ, дополнительным обнажениям кровли, стимулирует процессы вывалообразования и отжима, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа, увеличения статических и возникновения динамических нагрузок на крепь, а в итоге вызывает снижение нагрузки на очистной забой. Эффективность использования современных очистных комплексов уменьшается в 2 раза и более.

В общем комплексе возникающих при этом задач вопросы кдличествен-ной оценки закономерностей изменения геомеханических процессов вокруг очистных выработок нуждаются в дальнейшей проработке. В настоящее время, когда проведение лабораторных и натурных экспериментов весьма затруднительно, приоритетными являются исследования, базирующиеся на применении универсальных математических моделей и имитационном моделировании,-^обеспечивающих адекватное обоснование разрабатываемых технологий^

Все это указывает на то, что. разработка технологий и создание расчетных методов обоснования параметров процессов очистной выемки комплексно-механизированными забоями в сложных горно-геологических условиях являются актуальными задачами.

Диссертационная работа выполнялась в рамках направлений исследований Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов ТулГУ, а также при поддержке аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» (Задание № 2.2.1.1/3942) и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (ГК №02.740.11.0319).

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей геомеханических процессов в системе «механизированная крепь - углепородный массив - закладочный массив» для обоснования технологических схем ведения очистных работ и параметров пакетированной закладки выработанных пространств, обеспечивающих снижение интенсивности проявления вторичных осадок основной кровли для повышения эффективности работы очистных забоев.

Идея работы заключается в том, что снижение интенсивности проявления вторичных осадок основной кровли обеспечивается за счет управления параметрами пакетированной закладки выработанных пространств. Основные научные положения, выносимые на защиту: основным управляемым параметром для снижения проявлений горного давления в комплексно-механизированных очистных забоях при закладке выработанных пространств является эффективная мощность пласта, которая характеризует величину свободного пространства между зависающей кровлей и уплотненным закладочным массивом;

оценку распределения усилий в несущих элементах механизированной крепи при ее исследовании в режиме заданных нагрузок необходимо производить с учетом реактивного отпора пород, характеризующего реальную схему контактного взаимодействия крепи с массивом;

эффективная мощность пласта при пакетированной закладке выработанных пространств зависит от вынимаемой мощности пласта, схемы возведения и габаритов закладочных пакетов, плотности их установки и коэффициента усадки закладочного материала.

усовершенствована расчетная модель крепей очистных забоев, отличающаяся учетом их контактного взаимодействия с вмещающими породами и позволяющая производить оценку силовых и деформационных характеристик в элементах крепи любого конструктивного исполнения в режиме заданных нагрузок;

получены зависимости изменения дополнительных усилий в несущих элементах крепей поддерживающего типа, вызванных весом закладочных пакетов при их автоматической доставке по завальным козырькам, длина которых выбирается в зависимости от шага подвигалия очистного забоя;

установлены закономерности изменения эффективной мощности пласта от его вынимаемой мощности, габаритов и плотности установки закладочных пакетов, а также от коэффициента усадки закладочного материала, позволяющие обосновывать схемы установки закладочных пакетов в выработанных пространствах.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе используются: обобщение результатов исследований проявлений горного давления в очистных выработках и работы механизированных крепей; научный анализ методов расчета и проектирования крепей очистных забоев; численный метод начальных параметров; имитационное моделирование состояния механизированных крепей; аналитическое исследование геомеханических процессов в массивах пород при ведении очистных работ с закладкой выработанных пространств.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач и формирования расчетных схем; использованием базовых положений классического метода определения типа кровли по управляемости; решениями частных задач расчета крепежных конструкций, апробированных применением методов строительной механики и сопротивления материалов (отклонение не выше 4-5 %); удовлетворительным совпадением результатов при решении контрольных задач с результатами расчетов других авторов (отклонение не превышает 5-7 %).

Научное значение работы заключается в усовершенствовании расчетной модели механизированных крепей очистных забоев и установлении закономерностей изменения геомеханических процессов в системе «механизированная крепь - углепородный массив - закладочный массив» при ведении очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств в зависимости от широкого диапазона геотехнологических свойств вмещающих пород.

Практическое значение работы состоит в создании методического обеспечения многовариантного моделирования силовых и деформационных характеристик в элементах механизированных крепей очистных забоев любого конструктивного исполнения; в разработке технологических схем ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств; в техническом решении, обеспечивающем доставку и установку закладочных пакетов в выработанных пространствах; в создании алгоритма обоснования параметров пакетированной закладки по критерию управляемости кровли.

Реализация работы. Основные результаты исследований были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по

федеральной и ведомственной целевой программе, а также включены в методическое обеспечение комплекса учебных дисциплин по направлению «Горное дело» кафедры «Геотехнологии и строительство подземных сооружений».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 2-й Всероссийской конференции «Проблемы разработки месторождений минерального сырья Российской Федерации» (г. Тула, 1999 г.), 1-й Международной научно-практической конференции «Технологические проблемы разработки месторождений минерального сырья в сложных горно-геологических условиях» (г. Тула, 2000 г.), Международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2001 г.), 2-й Международной научно-практической конференции «Геотехнологии: проблемы и перспективы» (г. Тула, 2001 г.), 3-й Всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем» (г. Тула, 2001 г.), студенческой конференции «Ресурсы. Технологии. Безопасность» (г. Тула, 2001 г.), 2-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 2002 г.), международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2003 г., 2005 г., 2007-2009 гг.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2002-2011 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 научные работы, включая 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 191 странице машинописного текста, содержит 83 рисунка, 7 таблиц, список использованной литературы из 146 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одним из эффективных способов управления горным давлением при ведении очистных работ является закладка выработанных пространств, которая, с одной стороны, способствует снижению проявлений горного давления в очистных забоях (в частности, устранению вторичных осадок основной кровли), а, с другой стороны, обеспечивает устойчивость горных выработок (выемочных штреков), а также предотвращает нерегламентированную подработку земной поверхности, инженерных сооружений и естественных объектов. Кроме того, при ведении очистных работ с закладкой выработанных пространств решается проблема безотходного, экологически безопасного производства, связанного с использованием пустых пород в качестве

закладочного материала. Применение закладки обусловливает также снижение потерь угля в недрах, что характеризует данный способ управления кровлей как пожаробезопасный.

Исследованиями горного давления вокруг очистных выработок при ведении работ с закладкой выработанных пространств занимались многие известные ученые: К.А. Ардашев, A.A. Борисов, Д.М. Бронников, A.C. Бурча-ков, В.И. Голик, A.B. Докукин, П.Н. Должиков, В.П. Зубов, М.А. Иофис, Д.Р. Каплунов, Г.А. Катков, Ю.А. Коровкин, Ю.Н. Кузнецов, Г.Г. Литвин-ский, A.C. Малкин, Ю.Н. Малышев, В.А. Матвеев, B.JI. Попов, В.А. Потапенко, Л.А. Пучков, А.Д. Рубан, К.Ф. Салицкий, В.Д. Слесарев, А.П. Судо-платов, К.Н. Трубецкой, Л.Д. Шевяков, И.Л. Черняк, О. Якоби, В.Д. Ялев-ский и др. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в данной области исследований, практическая реализация технологических решений в реальных условиях наталкивается на серьезные трудности. Причинами этого являются условность выдвигаемых гипотез и упрощенность расчетных схем, недостаточный объем исходных данных, не позволяющие создать полноценный математический аппарат для описания процессов взаимодействия элементов такой сложной системы как «механизированная крепь - углепо-родный массив - закладочный массив». Трудности заключаются и в отсутствии расчетной модели механизированной крепи, в максимальной степени учитывающей особенности ее взаимодействия с массивом вмещающих пород.

В результате современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме, цель и идея исследований обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

разработка технологий ведения очистных работ с закладкой выработанных пространств и формирование технологических решений по доставке и установке закладочного материала в выработанные пространства длинных комплексно-механизированных очистных забоев;

совершенствование расчетной модели и разработка методического обеспечения имитационного моделирования состояния крепей очистных забоев для оценки несущей способности элементов в режиме контактного взаимодействия с массивом горных пород при любом конструктивном исполнении крепи и ее нагружении;

проведение численных экспериментов по моделированию контактного взаимодействия крепей очистных забоев с массивом вмещающих пород;

обоснование параметров формирования закладочного массива в выработанном пространстве очистных забоев, обеспечивающих снижение интенсивности проявлений горного давления в виде вторичных осадок основной кровли.

Одним из важных условий прогнозирования поведения подрабатываемых массивов является корректная оценка характеристик кровли угольного пласта. Анализ литературных источников и нормативно-справочной доку-

ментации показал, что в наибольшей степени требованиям адекватного выбора механизированных крепей очистных забоев отвечает классификация кровель по степени трудности управления, разработанная в ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского. Методика определения класса кровли состоит в дифференцированной оценке параметров непосредственной и основной кровель с последующим интегральным сочетанием их критериев.

Условие взаимодействия основной кровли, представленной труднооб-рушающимися или средней обрушаемости породами, непосредственной кровли, представленной легкообрушающимися породами, и механизированной крепи определяется первым критерием. Оно выражается во влиянии обрушений основной кровли на механизированную крепь в призабойном пространстве. При этом к влияющим параметрам относятся: Ьш - мощность легкообрушающейся непосредственной кровли; тв - мощность пласта; Кр -коэффициент разрыхления пород непосредственной кровли при мощности пласта Ш;; Н'т - предельный прогиб нижних слоев активной основной кровли до потери ими устойчивости в призабойном пространстве. Этот критерий используется для определения области применения механизированных крепей.

Необходимо отметить, что основным управляемым параметром является вынимаемая мощность, которая характеризует величину свободного пространства между зависающей кровлей и уплотненным закладочным массивом. Снижение данной мощности до условной (эффективной) величины приводит к переопределению класса кровли, а значит и снижению интенсивности вторичных осадок. Эффективная мощность тэф может быть

уменьшена за счет закладки выработанных пространств.

В настоящее время в рамках полной или частичной закладки выработанных пространств известны различные технологии формирования закладочных массивов в закрепном пространстве при использовании современных механизированных комплексов. Наибольшее распространение получили пневматический, гидравлический и взрывной способы. Каждый из этих способов имеет свои достоинства. Однако такие недостатки, как ограниченная область применения, значительное пылеобразование или повышенное увлажнение воздушной среды, износ трубопроводов, высокие требования к закладочному материалу и т. д, не позволяют обеспечить эффективность закладки выработанных пространств угольных шахт. Важной проблемой является также невозможность совмещения работ по возведению закладочного массива с выемкой угля, что приводит к снижению нагрузки на очистной забой.

В максимальной степени данные недостатки могут быть устранены на основе применения технологий с пакетированной закладкой выработанных пространств за механизированными крепями, оснащенными задними консольными козырьками. На рис. 1 представлены варианты технологических

схем ведения очистных работ с пакетированной закладкой при моноканатной доставке: сплошная закладка (рис. 1, а) и закладка полосами параллельно очистному забою (рис. 1, б).

Технология возведения закладочного массива осуществляется следующим образом. После выемки угля и подвигания забоя на установленную технологическую величину по монорельсовьм или монокатным дорогам, подвешенным на задних консолях-козырьках крепи, подается закладочный материал в виде пакетов, которые устанавливаются по площади выработанного пространства в систематическом порядке (всплошную, в шахматном порядке, в разбежку, полосами перпендикулярно или параллельно забою), а

с пакетированной закладкой выработанных пространств: 1 — секции механизированной крепи с задними консольными козырьками; 2 - угольный массив; 3 - очистной комбайн; 4 - ленточный конвейер; 5 - пакетированный закладочный материал; 6 - моноканатная дорога; 7 — погашаемый выемочный штрек; 8 — крепь сопряжения

Для транспортирования закладочных пакетов к сопряжениям лав со штреками предполагается использовать комплекс пакетно-контейнерной доставки, предусматривающий механизацию погрузочно-разгрузочных и транспортно-такелажных работ и служащий для погрузки материалов и изделий или формирования их в пакеты на пункте изготовления. В качестве пакетов предлагается использовать мягкий контейнер - крупногабаритную упаковку из полипропиленовой ткани грузоподъемностью от 400 до 3000 кг с грузоподъемными элементами (стропами). Для доставки пакетов с закладочным материалом возможно использование, кроме моноканатного транспорта, монорельсовой дороги.

Основным компонентом в данных технологических схемах, обеспечивающим автоматизированную доставку и установку закладочных пакетов, является механизированная крепь, которую предлагается оборудовать дополнительными задними козырьками. На козырьках монтируются моноканатные или монорельсовые дороги. В связи с этим весьма важным является оценка работы крепи при нагрузках от перемещающихся закладочных пакетов, что предопределяет необходимость исследования возникающих в несущих элементах (гидростойках) дополнительных усилий. Реализация такого конструктивного исполнения крепи требует проведения аналитических исследований на основе совершенствования расчетной модели крепей очистных забоев.

Известно, что существующие методы расчета крепей базируются в основном на принципах статического расчета силовых характеристик. В ТулГУ с использованием основных положений строительной механики применительно к исследованию напряженно-деформированного состояния крепей очистных и подготовительных выработок была разработана методологическая основа расчета, базирующаяся на численном методе начальных параметров и концепции стержневой аппроксимации элементов крепежных конструкций. Такая модель нашла свое применение в работах В.Л. Попова и В.Н. Каретникова, в основу которых была положена система уравнений, отражающая условия равновесия элементов, совместности перемещений и граничные условия. Подобный подход был реализован в работах В.А. Потапенко и В.И. Сарычева для разработки расчетной модели крепей коротких очистных забоев любого конструктивного исполнения. Однако за рамками исследований осталась нерешенной задача оценки напряженно-деформированного состояния крепей при контактном взаимодействии с породами кровли и почвы.

На рис. 2 представлена обобщенная (абстрагированная) расчетная схема механизированной крепи такого конструктивного исполнения, которое включает возможное сочетание следующих элементов: 2 козырька (передний и задний), перекрытие, ограждение, рычаги, основание, гидростойки и гидропатроны. Гидростойки, гидропатроны и рычаги имитируются связями.

Элементы крепи, аппроксимирующиеся стержнями, разбиваются на любые п участков с возможной переменной изгибной жесткостью и жесткостью на сжатие- растяжение и Е^^ , где Е^ ; и Ид - модуль упругости,

момент инерции и площадь поперечного сечения на \ -м участке ] -го элемента, 1 = 1,2,...,п; ] = 1,2,...,т , т - количество элементов крепи). Граничные условия характеризуются силовыми ( , ^, Цу,>^, М^ - поперечная и продольная сила, изгибающий момент в начальном и конечном сечениях j -го элемента крепи) и кинематическими факторами

(Э^Хо^^.б^Х^,^ - угол поворота, вертикальное и горизонтальное перемещение в начальном и конечном сечении ] -го элемента крепи). Расчетная схема включает следующую систему нагрузок: Г^, и - соответственно реакции отпора, внешние сосредоточенные вертикальные и горизонтальные силы, реакции связей - усилия в гидростойках, гидропатронах и рычагах (к = 1,2,, где г - количество связей на j -м элементе). Условие взаимодействия элементов крепи между собой определяется скачками кинематических факторов ( АЭ, АХ, ЬХ ).

Предполагается, что связи, внешние силы и реакции отпора располагаются на каждом 1 -м участке ] -го элемента; при отсутствии параметра они принимаются равными 0, что сохраняет общую структуру формирования матричных уравнений. Отсюда следует: для связей к = I и I = п; для реакций отпора 1 = 1 и б = п. Таким образом, все параметры, характеризующие напряженно-деформированное состояние любого элемента крепи, делятся

М0.,

Рис.2. Обобщенная расчетная схема механизированной крепи очистных забоев

на 5 основных групп, каждая из которых для отдельного участка определяв следующие типовые векторы:

Тогда модель напряженно-деформированного состояния любого элемента крепи представляется в виде системы матричных уравнений:

{в »> к,К,}+

1=Ц

¡=У

1=1о

I иЫ[к ¡ЛктК 2 к^ЫУ-

■=У ¡=1.3

-[\г]к,г]{в0,г}-5;[\г][гк,г][в,г]^}-

1=1, г

- к£Г [тк,г ] [гк.г ] [К!>г }- X [тк.г ] [гк,г ][н,г ]{з;.г},

1—1,1" 1-1,г

к№ к][ги][н

В системе матричных уравнений (1): [©,(, ^ ] = ] [рк(, ¡^ ;

(1)

¡=1,1

кЬМи Ы=кУ\ ЙЫ •

1=10"

чр=,О У 12

Первое матричное уравнение характеризует условие равновесного состояния элемента крепи на основании шести уравнений силовых и кинематических факторов. Второе уравнение отражает взаимодействие ]-го и г-го элементов крепи между собой через к-ю связь (формирование матриц вида [м] и [г] для .¡-го и г-го элементов идентично). Здесь Ьк - длина рычага или длина штока гидростойки (гидропатрона); Е^ - жесткость на сжатие связи (для гидростойки условный модуль деформации Ек определяется исходя из максимального сопротивления и просадки при срабатывании гидроклапана). Третье матричное уравнение формирует группу уравнений совместности перемещений массива и крепи, где ^ - коэффициент упругого отпора пород.

Матрицы [б] , |Ъ], [к] и [н] - типовые матрицы коэффициентов влияния соответственно силовых и кинематических факторов, реакций связей, реакций отпора и внешних сил. Матрицы [т] и [а] - строчные матрицы податливости, отражающие деформационные характеристики системы. Элементы матриц |Ъ] и [т] помножены на тригонометрические функции, учитывающие угол наклона несущих элементов крепи. Коэффициенты всех матриц определяются исходя из основных положений метода начальных параметров.

Решение расчетной модели является невозможным без формирования дополнительных уравнений, характеризующих граничные условия и условия совместности перемещений элементов крепи между собой. Первая группа определяется на основе двух матричных уравнений (для начального 0-го сечения первого элемента и конечного п-го сечения последнего т-го элемента крепи):

К.ЬЫК,}, кЛ=кюКт}' (2)

где [Е01 ] и [Еп т ] - диагональные матрицы, значимыми в которых являются

единичные коэффициенты, характеризующие одно из принятых в модели условий закрепления концов расчетной схемы.

Вторая группа уравнений включает матрицы перехода вида [м^+1], в которых коэффициенты определяются через тригонометрические соотношения между силовыми факторами, и вектор ] скачков кинематических факторов между соседними элементами крепи:

К^ЬкиКкиК.}- (3)

Совокупность матричных уравнений (1)-(3) позволяет однозначно осуществлять решение задачи напряженно-деформированного состояния крепей любого конструктивного исполнения с учетом взаимодействия с массивом вмещающих пород. В результате определяются параметры силовых и

кинематических факторов в начальном и конечном сечениях крепи, усилия в гидростойках, гидропатронах и рычагах, а также реактивный отпор по всему периметру крепи.

На основании обобщенной схемы и расчетной модели было разработано методическое обеспечение, включающее базовую систему уравнений внутренних сил и перемещений, алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния крепи, построенный по модульному принципу пакет прикладных программ, руководство по подготовке и вводу исходных данных, а также указания по оперативному управлению алгоритмом исследований, позволяющее моделировать взаимодействие механизированной крепи любого конструктивного исполнения с массивом горных пород.

Для апробации модели исследовалась конструкция крепи поддержи-вающе-оградительного типа - ЗМК, которая включает козырек, перекрытие, ограждение, основание, а также гидропатрон, гидростойки и рычаги четы-рехзвенного механизма. В качестве базовых использовались методы расчета, заложенные в системе автоматизированного проектирования шахтных крепей, разработанные ранее в ТулГУ совместно с ЗАО «ПНИУИ». Кроме того, были решены частные задачи из теории строительной механики, позволившие при условии жесткого отпора на отдельно взятых контрольных участках и при действии единичной силы получить адекватные решения с помощью разработанной модели. При этом расчетная схема была адаптирована к геометрической конструкции верхнего элемента крепи ЗМК с установленными под ней гидростойками. Основное внимание уделялось анализу сходимости значений усилий в гидростойках, гидропатроне и рычагах. Проведенные исследования показали высокую степень эффективности разработанной модели и методического обеспечения: расхождения не превышали 4-7 %.

4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 О

1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 1, М

Рис.3. Распределение контактных напряжений между верхними элементами крепи и породами кровли при расположении единичной силы на расстоянии от начала козырька: 0,1 (1); 0,4 (2); 0,7(3); 1,0 (4); 1,3 (5) и 1,6 м (6) 14

Ввод в расчетную модель характеристик отпора позволил установить на примере крепи ЗМК контактное распределение напряжений между верхними элементами крепи и породами кровли при прохождении единичной силы (рис. 3).

Рис.4. Изменение усилий в передней (а) и задней (б) гидростойках от шага подвигания очистного забоя при работе крепи с отпором (1) и без отпора (2) пород кровли

Дальнейшие исследования были направлены на установление влияния нагружения крепи, снабженной дополнительными задними консолями-козырьками, обеспечивающими доставку пакетов с закладочным материалом. Анализировались усилия в гидростойках при изменении размеров козырьков в соответствии с шагом подвигания очистного забоя за один цикл. Было установлено (рис. 4), что при учете контактного взаимодействия реактивные усилия в задней гидростойке крепи увеличиваются в 2,0 - 2,2 раза, а в передней гидростойке реакции становятся положительными, составляя около 3-4 % от усилий в задней стойке. Так, например, при вынимаемой мощности пласта 2 м дополнительная нагрузка на заднюю стойку крепи типа ЗМК может составить с учетом шага подвигания забоя от 48,6 до 97,2 кН, а на переднюю стойку - 1,62 - 5,83 кН, что не окажет существенного влияния на работоспособность крепи при обеспечении технологии ведения закладочных работ.

Исходя из того, что основным управляемым параметром по критерию обрушаемости кровли является эффективная мощность пласта, были получены зависимости ее изменения от параметров пакетированной закладки, в частности:

при установке закладочных пакетов параллельно или перпендикулярно линии очистного забоя

Шзф = Ш; — п у ; (4)

а; +Ъ,

при установке закладочных пакетов вразбежку

М,нпку ...

Оч+ЬД^+с,)

при установке закладочных пакетов в шахматном порядке

где Ш; - мощность пласта, м; Ку - коэффициент усадки пород закладочного материала; а; - ширина пакета, м; Нп - высота закладочного пакета, м; Ь; - расстояние между соседними рядами пакетов, м; <1; - длинна пакета, м; С; - расстояние между соседними пакетами параллельно забою, м.

При сплошной закладке выработанного пространства величина Ь; будет равна 0.

Полученные уравнения позволяют обосновывать схемы установки закладочных пакетов в выработанных пространствах с учетом закономерности изменения эффективной мощности пласта от его вынимаемой мощности, габаритов и плотности установки закладочных пакетов, а также от коэффициента усадки закладочного материала.

По результатам исследований был разработан алгоритм обоснования параметров ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств по критерию управляемости кровлей, обеспечивающий снижение интенсивности проявлений вторичных осадок в комплексно-механизированных забоях. Сущность алгоритма заключается в следующем: на основании метода ННЦ ГП-ИГД им. A.A. Скочинского применительно к длинным очистным забоям определяется класс кровли по управляемости; устанавливаются граничные критерии; по этим критериям находятся диапазоны изменения эффективной мощности; исходя из реального шага подви-гания очистного забоя и зависимостей (4) - (6) рассчитываются параметры установки закладочных пакетов.

Основные результаты исследований были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по федеральной и ведомственной целевой программе, а также включены в методическое обеспечение комплекса учебных дисциплин по направлению «Горное дело» кафедры «Геотехнологии и строительство подземных сооружений».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности геомеханических процессов в системе «механизированная крепь - углепо-родный массив - закладочный массив», а также обоснованы технологии очистных работ и параметры пакетированной закладки выработанных пространств, позволяющие снизить интенсивность проявления вторичных осадок основной кровли для повышения эффективности работы комплексно-механизированных очистных забоев, что имеет важное значение для угольной промышленности России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Разработаны технологические схемы ведения очистных работ в комплексно-механизированных забоях с пакетированной закладкой выработанных пространств, позволяющие снизить интенсивность проявления вторичных осадок основной кровли. В качестве пакетов предполагается использование мягких контейнеров из полипропиленовой ткани с грузоподъемными стропами.

2. Предложены технические решения по модернизации конструкции секций механизированной крепи, заключающиеся в оснащении крепи удлиненными завальными козырьками, оборудованными монорельсовыми или моноканатными дорогами, обеспечивающими возможность автоматической доставки и установки закладочных пакетов в выработанных пространствах.

3. Усовершенствована расчетная модель крепей очистных забоев, отличающаяся учетом их контактного взаимодействия с вмещающими породами

и позволяющая производить оценку силовых и деформационных характеристик в элементах крепи любого конструктивного исполнения в режиме заданных нагрузок.

4. Разработано методическое обеспечение, включающее базовую систему уравнений внутренних сил и перемещений, алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния крепи, построенный по модульному принципу пакет прикладных программ, руководство по подготовке и вводу исходных данных, а также указания по оперативному управлению алгоритмом исследований, позволяющие моделировать взаимодействие механизированной крепи любого конструкционного исполнения с массивом горных пород.

5. Дана оценка учета взаимодействия крепи с массивом пород, показывающая, что ввод в расчетную схему реактивных усилий отпора корректирует распределение силовых характеристик в несущих элементах механизированной крепи.

6. Получены зависимости изменения дополнительных усилий в гидростойках и гидропатронах модернизированных крепей поддерживающего типа, вызванных весом закладочных пакетов при их автоматической доставке по завальным козырькам, длина которых выбирается в зависимости от шага подвигания очистного забоя. При этом установлено, что при учете контактного взаимодействия реактивные усилия в задней гидростойке крепи увеличиваются в 2,0 - 2,2 раза, а в передней гидростойке реакции становятся положительными, составляя около 3 - 4 % от усилий в задней стойке.

7. Установлены закономерности изменения эффективной мощности пласта от его вынимаемой мощности, габаритов и плотности установки закладочных пакетов, а также от коэффициента усадки закладочного материала, позволяющие обосновывать схемы установки закладочных пакетов в выработанных пространствах.

8. Предложен алгоритм обоснования технологии очистной выемки и параметров пакетированной закладки выработанных пространств по критерию управляемости кровлей, обеспечивающих снижение интенсивности проявлений вторичных осадок в комплексно-механизированных забоях.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. В.Н. Каретников и др. Методы расчета секционных крепей очистных забоев/ В.Н. Каретников, В.И. Сарычев, А.Б. Копылов, А.Е. Харламов// Проблемы разработки месторождений минерального сырья Российской Федерации: материалы 2-й Всерос. конф., Тула, 1-2 февраля 1999 г./ ТулГУ. Тула, 1999. С. 56-58.

2. Харламов А.Е. Имитационное моделирование на ЭВМ кинематического состояния секций механизированных крепей// На пороге третьего ты-

сячелетия: сб. научн. трудов молодых ученых/ ТулГУ. Тула. 2000, С. 125127.

3. Котов В.Ю., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Основные положения метода расчета крепей подготовительных выработок по замеренным перемещениям // Горный информационно-аналитический бюллетень/ МГГУ, 2001. - № 8. - С. 150-151.

4. Каретников В.Н., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Компьютерные технологии при проектировании комплексной механизированной очистной выемки угольных пластов// Геотехнологии: проблемы и перспективы: труды 2-й международной научно-практ. конф., Тула, 25-28 сентября 2001 г./ ТулГУ. Тула, 2001.С. 14-17.

5. Каретников В.Н., Копылов, А.Е., Харламов А.Е. Моделирование условий работы крепей на выемочном участке шахтного поля// Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства: материалы 2-й Междун. конф. по проблемам рационального природопользования, Тула, 14-17 мая 2002 г./ ТулГУ. Тула, 2002. С. 152-159.

6. В.Н. Каретников и др. Современная концепция развития идеи акад. А.Н. Крылова по расчету конструкций, взаимодействующих с податливой средой, методом начальных параметров/ В.Н. Каретников, В.Ю. Котов, А.Е. Харламов, Д.О. Прохоров // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 1-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 27 октября - 1 ноября 2003 г. / ТулГУ. Тула, 2003. Том 1. С. 31-36.

7. В.Н. Каретников и др. Копылов А.Б., Прохоров Д.О., Харламов А.Е. Методика вероятностного прогнозирования проведения и поддержания подготовительных выработок/ В.Н. Каретников, А.Б. Копылов, Д.О. Прохоров, А.Е. Харламов// Известия Тульского государственного университета. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Выпуск 1. Тула 2003 г. С. 115-124.

8. Копылов А.Б., Харламов А.Е. Прогнозирование взаимодействия механизированных крепей с массивом горных пород; Тул. гос. ун-т. Тула, 2004. 9 е.: ил. Библиогр.: 5 назв. Рус. Деп. в ВИНИТИ 22.06.2004, № Ю56-В2004.

9. Каретников В.Н., Копылов А.Б., Прохоров Д.О., Харламов А.Е. Анализ особенностей работы крепей горных выработок, проводимых, в слабых глинистых породах // Известия Тульского государственного университета. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Выпуск 1. Тула, 2003 г. С. 125-131.

10. Сарычев В.И., Харламов А.Е., Копылов А.Б. Основы геоинформационного обеспечения комплексно-механизированной выемки пологих угольных пластов в пространственной постановке// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энерге-

тики: материалы 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 24-27 октября 2005 г. / ТулГУ. Тула: Гриф и К, 2005. С. 67-71.

И. Сарычев В.И., Харламов А.Е., Копылов А.Б. К вопросу адаптации параметров комплексно-механизированной выемки к изменчивости горногеологических условий отработки угольных пластов// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 2427 октября 2005 г./ ТулГУ. Тула: Гриф и К, 2005. С. 71-75.

12. Захаров Е.И., Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Теоретические основы адаптации механизированных комплексов к различным горно-геологическим условиям// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ. 2006. Вып. 1. С. 33-40.

13. Захаров Е.И., Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. К вопросу эффективной отработки угольных пластов на основе прогнозирования условий ведения работ// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ. 2006. Вып. 1. С. 40-46.

14. Котов В.Ю., Прохоров Д.О., Харламов А.Е. Метод начальных параметров применительно к расчету конструкций, взаимодействующих с податливой средой// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. Вып. 1. С. 46-56.

15. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Совершенствование методики выбора механизированных крепей на основе определения их напряженно-деформированного состояния// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: Материалы 3-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 22-27 октября 2007 г. / ТулГУ. Тула: Гриф и К, 2007. С. 21-31.

16. Копылов А.Б., Харламов А.Е. Обоснование параметров функционирования комплексно-механизированного забоя на основе комплексной оценки горно-геологических условий угольных месторождений// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 3-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 22-27 октября 2007 года/ ТулГУ. Тула: Гриф и К. 2007.. С. 38-48.

17. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Совершенствование методики выбора параметров механизированных крепей на основе определения их напряженно-деформированного состояния при камерно-столбовой системе разработки// Известия ТулГУ. Естественные науки. Серия «Науки о Земле»/ ТулГУ. Тула: Гриф и К. 2007. Вып. 2. С. 16-25.

18. Копылов А.Б., Коряков А.Е., Харламов А.Е. Геоинформационное обеспечение комплексно-механизированной выемки пологих угольных пла-

стов// Известия ТулГУ. Естественные науки. Серия «Науки о Земле»/ Тул-ГУ. Тула: Гриф и К. 2007. Вып. 2. С. 166-170.

19. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Совершенствование расчетной модели напряженно-деформированного состояния крепей// Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Международная науч.-техн. сб./ СибГИУ. Новокузнецк. 2007, Вып. 9. С. 93-101.

20. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Обоснование параметров эффективной технологии добычи полезного ископаемого на основе комплексной оценки горно-геологических условий угольных месторождений// Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: международная науч.-техн. сб./ СибГИУ. Новокузнецк, 2007. Вып. 9. С. 117-125.

21. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Совершенствование методики расчета напряженно-деформированного состояния с учетом совместности перемещений элементов механизированной крепи// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 4-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 2731 октября 2008 г./ ТулГУ. Тула: Гриф и К. 2008. С. 149-157.

22. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Совершенствование математической модели напряженно-деформированного состояния механизированных крепей при ведении очистных работ с закладкой выработанного пространства// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 5-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 28-30 октября 2009 г./ ТулГУ. Тула: Гриф и К, 2009. С. 326-338.

23. Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Алгоритм расчета и моделирование геомеханических процессов при совместной работе механизированной крепи и массива при ведении работ с закладкой выработанного пространства// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 5-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 28-30 октября 2009 г./ ТулГУ. Тула: Гриф и К, 2009. С. 338-353.

24. Сарычев В.И., Харламов А.Е. Технологические схемы и параметры пакетированной закладки выработанных пространств в длинных очистных забоях// Известия ТулГУ. Сер. Науки о Земле. 2010. Вып.1. С. 194-200.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать. 18. V X. 21 ФорМат бумаги 60x84 Бумага офсетвая. Усл.-печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,0. , Тираж 100 экз. Заказ 0О&

Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп. Ленива, 92.

Отпечатано в издательстве ТулГУ. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Харламов, Александр Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ И МЕТОДОВ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ КРЕПЬ -ЗАКЛАДОЧНЫЙ МАССИВ - МАССИВ ПРИ ВЕДЕНИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ.

1.1. Гипотетические представления о процессах состояния кровли.

1.2. Основные критерии влияния подземной разработки на поверхностные ландшафты и подрабатываемые массивы.

1.3.Технологии, обеспечивающие снижение экологической нагрузки на территории.

1.4. Технологии очистной выемки с закладкой выработанного пространства.

1.5. Анализ существующих расчетных схем механизированных крепей.

1.6. Выводы по главе.

2. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ С ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ.

2.1. Вводные положения.

2.2. Геомеханическое обоснование параметров закладки выработанных пространств.

2.3. Принципиальные технологические схемы комплексно-механизированной выемки с закладкой выработанных пространств.

2.4. Формирование и доставка закладочного материала.

2.5. Технологические свойства пакетированного закладочного массива.

2.6. Вводы по главе.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРЕПЕЙ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ.

3.1. Вводные положения.

3.2. Расчетная модель механизированных крепей.

3.2.1. Требования к модели расчета.

3.2.2. Обоснование расчетной схемы.

3.2.3. Уравнение силовых и кинематических факторов типовых участков элемента расчетной схемы секции крепи.

3.3. Уравнения силовых и кинематических факторов для типового элемента секции механизированной крепи.

3.4. Математическая модель напряженно-деформированного состояния элемента крепи.

3.5. Уравнение совместности перемещений элементов механизированной крепи.

3.6. Уравнение совместности перемещений элементов крепи и вмещающего массива.

3.7. Граничные условия.

3.8. Обобщенная математическая модель напряженно деформированного состояния механизированной крепи.

3.9. Выводы по главе.

4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРЕПЕЙ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ.

4.1. Общие положения

4.2. Алгоритм расчета напряженно деформированного состояния механизированных крепей.

4.3. Программа исследования статико-кинематических состояний и предельных нагружений механизированных крепей.

4.4. Подготовка исходных данных.

4.4.1 Основные задачи и отличительные возможности.

4.4.2. Разработка расчетной схемы.

4.4.3. Подготовка деформационных характеристик элеменотов расчетной схемы.

4.4.4. Задание внешних возмущающих факторов.

4.5.Ввод исходных данных.

4.5.1. Ручной режим ввода исходных данных.

4.5.2. Автомагазированный режим ввода исходных данных.

4.6. Апробация математической модели расчета механизированных крепей.

4.7. Исследование несущей способности элементов механизированной крепи.

4.8. Исследование влияния реакций отпора на работу механизированной крепи.

4.9. Выводы по главе.

5. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАКЕТИРОВАННОЙ

ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ.

5.1. Обоснование параметров очистной выемки с закладкой выработанных пространств.

5.2. Исследование взаимодействия механизированной крепи с породами кровли.

5.3. Исследование взаимодействия механизированной крепи с породами кровли.

5.4. Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование технологий ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств"

Актуальность работы. В угольных бассейнах страны при подземной разработке месторождений приоритетными остаются технологии, базирующиеся на комплексно-механизированной выемке длинными очистными забоями. При этом отмечается, что подземная добыча угля может быть рентабельной при нагрузке на очистной забой не менее 2-3 млн т в течение одного года или не менее 8-15 тыс. т угля в сутки. Обеспечение таких показателей невозможно без решения целого комплекса проблем, связанных с совершенствованием существующих технологий или процессов подземной угледобычи и очистных комплексов, адаптированных к реальным горно-геологическим условиям.

ННЦ ГП-ИГД им. A.A. Скочинского применительно к длинным очистным забоям была разработана единая универсальная классификация кровель по степени управляемости, в соответствии с которой все кровли делятся на три класса: легкоуправляемые, среднеуправляемые и трудноуправляемые. Наибольшей степенью по трудности управления обладают трудноуправляемые кровли, объединяющие и неустойчивые непосредственные кровли (сюда можно отнести также мощные массивы, сложенные слабыми породами, как в Подмосковном бассейне), и труднообрушающиеся основные, а также кровли, представленные обоими типами одновременно. Так, например, анализ геологического строения вмещающих толщ показывает, что трудноуправляемую кровлю в Кузнецком бассейне имеют около 76 % угольных пластов, в Печорском бассейне этот показатель достигает 93 % . Интенсивность проявлений горного давления приводит к снижению безопасности горных работ, дополнительным обнажениям кровли, стимулирует процессы вывалообразования и отжима, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа, увеличения статических и возникновения динамических нагрузок па крепь, а в итоге вызывает снижение нагрузки на очистной забой. Эффективность использования современных очистных комплексов уменьшается в 2 раза и более.

В общем комплексе возникающих при этом задач вопросы количественной оценки закономерностей изменения геомеханических процессов вокруг очистных выработок нуждаются в дальнейшей проработке. В настоящее время, когда проведение лабораторных и натурных экспериментов весьма затруднительно, приоритетными являются исследования, базирующиеся на применении универсальных математических моделей и имитационном моделировании, обеспечивающих адекватное обоснование разрабатываемых технологий.

Все это указывает на то, что разработка технологий и создание расчетных методов обоснования параметров процессов очистной выемки комплексно-механизированными забоями в сложных горно-геологических условиях являются актуальными задачами.

Основные научные положения, выносимые на защиту: основным управляемым параметром для снижения проявлений горного давления в комплексно-механизированных очистных забоях при закладке выработанных пространств является эффективная мощность пласта, которая характеризует величину свободного пространства между зависающей кровлей и уплотненным закладочным массивом; оценку распределения усилий в несущих элементах механизированной крепи при ее исследовании в режиме заданных нагрузок необходимо производить с учетом реактивного отпора пород, характеризующего реальную схему контактного взаимодействия крепи с массивом; эффективная мощность пласта при пакетированной закладке выработанных пространств зависит от вынимаемой мощности пласта, схемы возведения и габаритов закладочных пакетов, плотности их установки и коэффициента усадки закладочного материала.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработаны технологические схемы ведения очистных работ в комплексно-механизированных забоях с пакетированной закладкой выработанных пространств, позволяющие снизить интенсивность проявления вторичных осадок основной кровли; усовершенствована расчетная модель крепей очистных забоев, отличающаяся учетом их контактного взаимодействия с вмещающими породами и позволяющая производить оценку силовых и деформационных характеристик в элементах крепи любого конструктивного исполнения в режиме заданных нагрузок; получены зависимости изменения дополнительных усилий в несущих элементах крепей поддерживающего типа, вызванных весом закладочных пакетов при их автоматической доставке по завальным козырькам, длина которых выбирается в зависимости от шага подвигания очистного забоя; установлены закономерности изменения эффективной мощности пласта от его вынимаемой мощности, габаритов и плотности установки закладочных пакетов, а также от коэффициента усадки закладочного материала, позволяющие обосновывать схемы установки закладочных пакетов в выработанных пространствах.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач и формирования расчетных схем; использованием базовых положений классического метода определения типа кровли по управляемости; решениями частных задач расчета крепежных конструкций, апробированных применением методов строительной механики и сопротивления материалов (отклонение не выше 4-5%); удовлетворительным совпадением результатов при решении контрольных задач с результатами расчетов других авторов (отклонение не превышает 5-7 %).

Реализация работы. Основные результаты исследований были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по федеральной и ведомственной целевой программе, а также включены в методическое обеспечение комплекса учебных дисциплин по направлению «Горное дело» кафедры «Геотехнологии и строительство подземных сооружений».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 2-й Всероссийской конференции «Проблемы разработки месторождений минерального сырья Российской Федерации» (г. Тула, 1999 г.), 1-й Международной научно-практической конференции «Технологические проблемы разработки месторождений минерального сырья в сложных горно-геологических условиях» (г. Тула, 2000 г.), Международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2001 г.), 2-й Международной научно-практической конференции «Геотехнологии: проблемы и перспективы» (г. Тула, 2001 г.), 3-й Всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем» г. Тула, 2001 г.), студенческой конференции «Ресурсы. Технологии. Безопасность» (г. Тула, 2001 г.), 2-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 2002 г.), международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2003 г., 2005 г., 2007-2009 гг.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2002-2011 гг.).

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Харламов, Александр Евгеньевич

5.4. Выводы по главе

1. По результатам моделирования проявлений горного давления и условий работы механизированных крепей при разработке пологих угольных пластов с неустойчивой кровлей выявлены зависимости реакции крепи от расстояния до основной кровли, высоты зоны беспорядочного обрушения в непосредственной кровле от сопротивления крепи и построены графики взаимодействия механизированных крепей с массивом горных пород при упруго пластическом и упругом деформировании.

2.Получены зависимости изменения дополнительных усилий в гидростойках и гидропатронах модернизированных крепей поддерживающего типа, вызванных весом закладочных пакетов при их автоматической доставке по завальным козырькам, длина которых выбирается в зависимости от шага подвигаиия очистного забоя. При этом установлено, что при учете контактного взаимодействия реактивные усилия в задней гидростойке крепи увеличиваются в 2,0 — 2,2 раза, а в передней гидростойке реакции становятся положительными, составляя около 3 - 4 % от усилий в задней стойке.

3. Установлены закономерности изменения эффективной мощности пласта от его вынимаемой мощности, габаритов и плотности установки закладочных пакетов, а также от коэффициента усадки закладочного материала, позволяющие обосновывать схемы установки закладочных пакетов в выработанных пространствах.

4. Предложен алгоритм обоснования технологии очистной выемки и параметров пакетированной закладки выработанных пространств по критерию управляемости кровлей, обеспечивающих снижение интенсивности проявлений вторичных осадок в комплексно-механизированных забоях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности геомеханических процессов в системе «механизированная крепь - углепородный массив - закладочный массив», а также обоснованы технологии очистных работ и параметры пакетированной закладки выработанных пространств, позволяющие снизить интенсивность проявления вторичных осадок основной кровли для повышения эффективности работы комплексно-механизированных очистных забоев, что имеет важное значение для угольной промышленности России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

3. Усовершенствована расчетная модель крепей очистных забоев, отличающаяся учетом их контактного взаимодействия с вмещающими породами и позволяющая производить оценку силовых и деформационных характеристик в элементах крепи любого конструктивного исполнения в режиме заданных нагрузок.

6. Получены зависимости изменения дополнительных усилий в гидростойках и гидропатронах модернизированных крепей поддерживающего типа, вызванных весом закладочных пакетов при их автоматической доставке по завальным козырькам, длина которых выбирается в зависимости от шага подвигания очистного забоя. При этом установлено, что при учете контактного взаимодействия реактивные усилия в задней гидростойке крепи увеличиваются в 2,0 — 2,2 раза, а в передней гидростойке реакции становятся положительными, составляя около 3 - 4 % от усилий в задней стойке.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Харламов, Александр Евгеньевич, Тула

1. Амусин Б.З., Фадеев А.Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. М.: Недра, 1969. - 256 с.

2. Амусин Б.З., Оловянный А.Г., Ревзюк Е.Б. Исследование напряженного состояния крепи с неровной поверхностью сечения методом конечных элементов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1975, №3, с. 93-97.

3. Ардашев К.А., Ахматов В.И., Катков Г.А. Методы и приборы для исследования проявлений горного давления. М.: Недра, 1981. - 129 с.

4. Ардашев К.А., Амусин Б.З., Кошелев В.Ф. Метод расчета взаимодействия конструкций подземных сооружений с массивом горных пород //ФТПРПИ. 1987. №4. с. 22-30.

5. Балах Р.В. Разработка месторождений с закладкой хвостами обогащения. М.: Недра, 1982. - 345 с.

6. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. -М.: Недра, 1988.-271 с.

7. Баклашов И.В., Руппенейт К.В. Прочность незакрепленных горных выработок. М.: Недра, 1965. - 102 с.

8. Баклашов И.В., Тимофеев О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М.: Недра, 1979. - 263 с.

9. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. М.: Недра, 1992. - 543 с.

10. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М.: Недра, 1986. - 270 с.

11. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Оценка устойчивости горных выработок. Шахтное строительство, №2, 1978, с. 13-16.

12. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. М.: Недра, 1992. - 543 с.

13. Безухов Н.И., Лужин О.В. Приложение методов упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высшая школа, 1974. — 200 с.

14. Борисов A.A. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1985. - 360 с.

15. Борисов A.A. Основные закономерности механических процессов в литосфере (В шахтах и естественных полостях) //Уголь. 1989. - №9. С. 1016.

16. Бреднев В.А. Расчет геомеханической системы крепь-массив методом стержневой аппроксимации //Механика подземных сооружений. Тула: ТулПИ, 1984. - с. 23-33.

17. Бреднев В.А. Численная реализация геомеханической моделР! взаимодействия крепи горных выработок с массивом пород // Механика подземных сооружений. Тула: ТулПИ, 1986. - 105-107

18. Бреднев В.А., Переяславцев E.J1. Исследование несущей способности защитных слоев из упрочненных пород в кровле выработки. // Механизация горных работ наугольных шахтах. Тула, 1982, с. 66-70.

19. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука, 1980. - 975 с.

20. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994. -382 с.

21. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1989.- 270 с.

22. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М.: Недра, 1974. - 320 с.

23. Булычев Н.С., Фотиева H.H., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных горных выработок. М.: Недра, 1986.- 288 с.

24. Варвак П.М., Варвак Л.П. Метод сеток в задачах расчета строительных конструкций. -М.: Стройиздат, 1977. 154 с.

25. Воробьев А.Н. Гипотеза свода и ее развитие на основе исследования арочных систем //Подзем, разработ. тон. и сред, мощности угольных пластов. Тула: ТулПИ, 1986. - с. 62-66.

26. Гелескул М.Н., Каретников В.Н. Справочник по креплению капитальных горных и подготовительных горных выработок. М.: Недра, 1982. -479 с.

27. Глушко В.Т., Виноградов B.B. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. М.: Недра, 1982. - 193 с.

28. Глушко В.Т., Широков А.З. Механика горных пород и охрана выработок. Киев: Наукова думка, 1967. - 154 с.

29. Длугач М.И. Метод сеток в смешанной плоской задаче теории упругости. Киев: Наукова думка, 1964. - 260 с.

30. Евстратова С.П., Дорофеев В.И. Расчет геометрических характеристик плоских сечений с использованием ЭВМ. М.: МАТИ, 1985. - 24 с.

31. Ерофеев JI.M., Картозия Б.А., Мирошникова Л.А., Медведев В.Г., Кореев В.П. Автоматизированное проектирование и расчет крепей капитальных горных выработок //Шахтное строительство. 1988. №3. - с. 4-6.

32. Ерофеев Л.М., Мирошникова Л.А. Повышение надежности крепи горных выработок. М.: Недра, 1988. - 245 с.

33. Закладочные работы в шахтах: Справочник/ Под ред. Д.М. Бронникова, М.Н. Цыгалова. М.: Недра, 1989. - 400 с.

34. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений. М.: Недра, 1979. - 325 с.

35. Захаров Е.И., Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Теоретические основы адаптации механизированных комплексов к различным горно-геологическим условиям// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ. 2006. Вып. 1. С. 33-40.

36. Захаров Е.И., Сарычев В.И., Копылов А.Б., Харламов А.Е. К вопросу эффективной отработки угольных пластов на основе прогнозирования условий ведения работ// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ. 2006. Вып. 1. С. 40-46.

37. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. М.: Недра 1974. - 240 с.

38. Кайдалов H.H., Лабазин В.Г., Трушко В.А. Применение обобщенных уравнений движения к динамическим задачам механики слоистых массивов//Изв. вузов. Горный журнал. 1989. - с. 35-37.

39. Каретников В.Н. Исследование несущей способности и совершенствование конструкций шахтных крепей. Дис. .докт. техн. наук. Тула, 1975. -481 с.

40. Каретников В.Н., Бреднев В.А., Переяславцев Е.Л. Расчет крепи подготовительных выработок при ее взаимодействии с упрочненным массивом пород. // Проблемы механики подземных сооружений: Тез. докл. II Всесоюзной науч.-техн. конф. Тула, 1982, с. 208, 209.

41. Каретников В.Н., Гаврилов Н.В., Миронова М.В., Никишичев Б.Г. Обоснование расчетной схемы в математической модели крепи, работающей в режиме заданных деформаций, обусловленных смещениями кровли выработки //Уголь. 1991. - №11 с. 29-30.

42. Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Бреднев В.А. Автоматизированный расчет и конструирование металлических крепей подготовительных выработок. М.: Недра, 1984. - 312 с.

43. Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Нуждихин А.Г. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. М.: Недра, 1989. - 571 с.

44. Каретников В.Н., Миронова М.В. Определение предельных состояний системы «крепь-массив» при упруго-пластическом деформировании крепи и массива //Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Тула: ТулПИ, 1991.-е. 26-33.

45. Каретников В.Н., Миронова М.В. Постановка и решение нелинейной задачи расчета крепей горных выработок //Дифференциальные уравнения. Тула: ТулПИ, 1992. - с. 17-25.

46. Каретникова Т.Б., Миронова М.В. Взаимодействие с массивом пород и расчет четырехшарнирпой кольцевой крепи с податливыми соединениями //Механика подземных сооружений. Тула: ТулПИ, 1990. - с. 145-151.

47. Каретникова Т.Б., Миронова М.В. Методика расчета крепей при разнообразных механических моделях массива //Механизация горных работ. Тула: ТулПИ, 1991.

48. Клейменов В.Б., Миронова М.В. Анализ предельных состояний крепей при их совместной работе с массивом горных пород /Тул. политехи, ип-т. Тула, 1991. - 38 с. - Деп. В ЦНИЭИуголь 17.04.91 №5269.

49. Каретников В. Н., Прохоров Д. О. Методика геомеханического обоснования способов управления кровлей при подземной разработке угольных пластов//Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. — Тула, 2000. -С. 156-162.

50. Каретников В. Н., Прохоров Д. О. Решение задач геомеханики на основе совместного применения метода начальных параметров и метода конечных разностей/УПроблемы освоения подземного пространства. — Тула, 2000. С. 76-78.

51. Каретников В.Н., Прохоров Н.И., Бреднев В.А. Крепление и поддержание выработок в условиях Подмосковного бассейна. Учебное пособие. Тула: ТулПИ, 1986. - 84 с.

52. Каретников В.Н., Устинова Е.А. К расчету железобетонных шахтных крепей с учетом образования и раскрытия трещин. // Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов/ ТулПИ. Тула, 1993. -с. 41-46.

53. Каретников В.Н., Устинова Е.А. Особенности расчета железобетонных конструкций, взаимодействующих с упругой средой. // Механика подземных сооружений/ ТулПИ. Тула, 1994. - с. 113-118.

54. Картозия Б.А., Ерофеев Л.М. Основные направления в области совершенствования проектирования крепей горных выработок угольных шахт. //Шахтное строительство. 1987. - №6. - с. 4-8.

55. Котов В.Ю., Копылов А.Б., Харламов А.Е. Основные положения метода расчета крепей подготовительных выработок по замеренным перемещениям // Горный информационно-аналитический бюллетень/ МГГУ, 2001. -№8. -С. 150-151.

56. Копылов А.Б., Харламов А.Е. Прогнозирование взаимодействия механизированных крепей с массивом горных пород; Тул. гос. ун-т. Тула, 2004. 9 е.: ил. Библиогр.: 5 назв. Рус. Деп. в ВИНИТИ 22.06.2004, № 1056-В2004.

57. Котов В.Ю., Прохоров Д.О., Харламов А.Е. Метод начальных параметров применигельно к расчету конструкций, взаимодействующих с податливой средой// Известия ТулГУ. Серия «Геотехнологии»/ ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. Вып. 1. С. 46-56.

58. Копылов А.Б., Коряков А.Е., Харламов А.Е. Геоинформационное обеспечение комплексно-механизированной выемки пологих угольных пластов// Известия ТулГУ. Естественные науки. Серия «Науки о Земле»/ ТулГУ. Тула: Гриф и К. 2007. Вып. 2. С. 166-170.

59. Катков Г.А. Измерение нагрузок на крепь горных выработок. М.: Недра, 1969. - 137 с.

60. Кацауров И.Н. Механика горных пород. М.: Недра, 1981. - 161 с.

61. Косков И.Г. Новые материалы и конструкции крепи горных выработок. М.: Недра, 1987. - 195 с.

62. Кошелев К.В. О рациональной области применения крепи выработок и способов их охраны. Уголь, №3,1981, с. 20-22.

63. Кошелев КВ., Черняев В.И. Влияние факторов времени на величину смещения пород в горных выработках. //Шахтное строительство. 1982. -№2.-с. 8-12.

64. Крепление горных выработок угольных шахт. Учебно-научное издание в трех томах. Том 1. Под общ. ред. В. Н. Каретникова, В. А. Потапенко, В. Е. Савченкова. Москва-Тула, 1999. -464 с.

65. Литвинский Г.Г. Исследование влияния забутовки на формирование величины и распределение нагрузки на крепь. ФТПРПИ, №3, 1967, с. 810.

66. Максимов А.П. Горное давление на крепь выработки. М.: Недра, 1973.- 288 с.

67. Матвеев В.А. К вопросу применения ЭВМ для решения оперативных задач управления горным давлением в очистных забоях // Проблемы механики горных пород. Новосибирск, 1971. — с. 155-162.

68. Методы и средства решения задач горной геомеханики / Г.Н. Кузнецов, К.А. Ардашев, H.A. Филатов и др. М.: Недра, 1987. - 248 с.

69. Миронова М.В. Результаты сопоставительных расчетов взаимодействия с массивом и несущей способности различных видов крепи. //ТулПИ. -Тула, 1991. 23 с. - Деп. в ЦНИЭИуголь 17.04.91 №5268.

70. Отраслевая инструкция по применению рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1985. 147 с.

71. Подмосковный угольный бассейн / Под общ. Ред. В. А. Потапенко. Тула. «Гриф и К°», 2000. - 276 с.

72. Поляков Б.А., Устинова Е.А. Расчет прочности сечений железобетонной крепи с жесткой и гибкой арматурой // Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов/ ТулПИ. Тула, 1993. - с. 26-39.

73. Попов B.JT. Горное давление и рудничная крепь. М.: Госгортехиз-дат, 1962. -300 с.

74. Попов B.J1. Исследование взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами в условиях подмосковного бассейна.: Дис. . докт. техн. наук/ МИРиГЭ. М., 1966. - 489 с.

75. Попов B.JT. Исследование конструктивных особенностей механизированных крепей и проявлений горного давления при их взаимодействия с боковыми породами // Исследование и совершенствование очистных комплексов и агрегатов. Тула: ТулПИ. 1973. - с. 180-234.

76. Попов B.JL, Каретников В.Н., Еганов В.М. Расчет крепи подготовительных выработок на ЭВМ. М.: Недра, 1978. -230 с.

77. Попов B.J1., Ковальчук А.Б. Технология разработки выемочных полей без предварительного проведения подготовительных выработок. //Уголь. 1978. - №8.-с. 42-46.

78. Потапенко В.А., Цыплаков Б.В. Выбор варианта подготовки и отработки участка шахтного поля в условиях Подмосковного бассейна. //Уголь. -1990. №4.-с. 15-17.

79. Потапенко В.А., Цыплаков Б.В., Чендев Ф.С. Результаты внедрения САПР паспортов крепления выемочных штреков в ПО «Тулауголь». //Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Тула, ТулПИ. - 1990. - с. 97-104.

80. Потапенко В.А., Ремезов A.B., Цыплаков Б.В., Роут Г.Н. Сохранение и повторное использование подготовительных выработок. Тула: «Гриф и К°»,1998- 142с.

81. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1976.-400 с.

82. Применение вычислительной техники при расчетах подземных конструкций. Расчет конструкций по предельным состояниям. Ананьин Г.П., Бреднев В.А., Еганов В.М., Каретников В.Н., Клейменов В.Б. Тула: ТулПИ, 1979.-78 с.

83. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах /Потапенко В.А., Казанский Ю.В., Цыплаков Е.В. и др. М.: Недра, 1990. -336 с.

84. Протодьяконов М.М. Давление горных пород и рудничное крепление, чЛ /Давление горных пород. М.: ГНТИУ, 1930. - с. 68-93.

85. Протосеня А.Г. Методика расчета параметров крепи стволов, сооружаемых в пластических породах //Шахтное строительство. 1990. №5. - с. 23-25.

86. Прохоров Д. О. Анализ напряженно-деформированного состояния породных блоков при различных схемах нагружения в условиях разработки трещиноватых пород//Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Тула, 2000. - С. 161-165.

87. Прохоров Н.И. Влияние обводненности глинистых пород на устойчивость выработок //Механика подземных сооружений: ТулПИ, 1985. с. 7378.

88. Разработка аналитического метода прогнозирования условий поддержания подготовительных выработок и САПР паспортов крепления. Отчет о НИР (промежуточный)/ ТулПИ. Рук. В.Н. Каретников. Тема №86435-1: №ГР01860107774. - Тула. - 1988. - 66 с.

89. Разработать прогноз горно-геологических условий и основных параметров шахт Подмосковного бассейна. Справка 04.14.02.00.00. ПНИУИ. Будник В.М. и др. Новомосковск, 1976, 30 с.

90. Росстальной Е.Б. Повышение устойчивости горных выработок. -Строительство предприятий угольной промышленности. ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ МУП УССР, М., №4, (279), 1982, с. 41-42.

91. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи. М. Стройиздат, 1983. - 273 с.

92. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. -М.: Недра, 1954.-384 с.

93. Руппенейт К.В., Рукин В.В. Механизм взаимодействия обделки напорных тоннелей с массивом горных пород. М.: Наука, 1969. - 159 с.

94. Савенко Ю.Ф., Клишин Н.К., Ефименко A.A. Применение синтетических смол для укрепления нарушенных участков кровли в лавах. Уголь Украины, №1, 1977, с. 17-18.

95. Сарычев В.И. Геомеханическое обоснование параметров систем разработки короткими забоями пологих угольных пластов средней мощности в слабых вмещающих породах. Автореф. канд. дис. Тула.: ТулГУ, 1995 г.

96. Сарычев В.И., Харламов А.Е. Технологические схемы и параметры пакетированной закладки выработанных пространств в длинных очистных забоях// Известия ТулГУ. Сер. Науки о Земле. 2010. Вып.1. С. 194-200.

97. Сенцов П.И. К вопросу влияний трещин на напряженное состояние законтурного массива горной выработки. ФТПРПИ, №3, 1976, с. 6-8.

98. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР, 1985. 79 с.

99. СНиП П-94-80 Подземные горные выработки. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1980. 51 с

100. СНиП 11-94-80. Подземные горные выработки. М.: Стройиздат, 1982.-31 с.

101. СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки. М.: Госстрой, 1985. - 144.

102. Снитко Н.К. Строительная механика. М.: Высшая школа, 1968. -534 с.

103. Соколовский В. В. Статика сыпучей среды. — М: Наука, 1990. -272 с.

104. Справочник по теории упругости / Под редакцией Варвака П. М., Рябова А.Ф. Киев: Буд1вельник, 1971. - 418 с.

105. Ставрогин А.Н., Протесеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985. - 271 с.

106. Сушков С.JI. Оценка несущей способности и выбор параметров шахтных крепей с учетом образования зон дивергенции на контактах крепи с породами. Дис. .канд. техн. наук. Тула, 1998. 185 с.

107. Терентьев Б.Д. О классификации способов и средств сохранения устойчивости подготовительных выработок //Уголь. 1989. - №3. - с. 14-15.

108. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, -1975. - 576 с.

109. Тимошенко С. П., Войнович-Кригер С. Пластины и оболочки. — М.: Физматгиз, 1963. - 457 с.

110. Типовые паспорта рационального расположения, охраны и крепления горных выработок, поддерживаемых в слабых глинистых породах /ВНИМИ, ПНИУИ. Тула, 1982. - 50 с.

111. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л.: ВНИМИ, 1985. - 222 с.

112. Фотиева H.H. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения. М.: Стройиздат, 1974. - 240 с.

113. Фотиева H.H. Расчет крепи подземных сооружений в сейсмически активных районах. М.: Недра, 1980. - 222 с.

114. Фотиева H.H., Козлов А.Н. Определение прочности целиков между параллельными выработками с учетом сейсмических воздействий землетрясений. Основания, фундаменты и механика грунтов. №5, 1982, с. 17-20.

115. Харламов А.Е. Имитационное моделирование на ЭВМ кинематического состояния секций механизированных крепей// На пороге третьего тысячелетия: сб. научн. трудов молодых ученых/ ТулГУ. Тула. 2000, С. 125127.

116. Цай Б.Н. Формирование зоны неупругих деформаций в окрестности горной выработки //Изв. вузов. Горный журнал. 1989. - №10. - с. 27-31.

117. Цимбаревич П.М. Механика горных пород. Углетехиздат, 1948. -184 с.

118. Цыгалов М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. М.: Недра, 1985. - 342 с.

119. Цыплаков Б.В., Шапошников В.И. Выбор технологических схем выборки угля с повторным использованием выработок //Совершенствованиетехнологии и средств осушения, подготовки и выемки угля на шахтах Подмосковного бассейна. Тула, 1982. - с. 35-44.

120. Черняк И.Л. Предотвращение пучения почвы горных выработок. -М.: Недра, 1978.-237 с.

121. Черняк И.Л., Бурчаков Ю.И. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. М.: Недра, 1984. - 304 с.

122. Шапошников В.И. Обоснование рациональных параметров крепления и поддержания повторно используемых штреков в условиях слабых боковых пород. Дис. канд. техн. наук. - ТулПИ, 1986. - 135 с.

123. Шемякин Е.И. Две задачи механики горных пород, связанных с освоением глубоких месторождений руды и угля //ФТПРПИ. 1975. - №6. - с. 29-45.

124. Шемякин Е.И., Фисенко Г.А., Курленя М.В. Зональная дезинтеграция горных пород вокруг подземных выработок. Часть 3// ФТПРПИ, 1987. №1. с. 3-8.

125. Якоби О. Практика управления горным давлением. Пер. с нем. -М.: Недра, 1987.-566 с.

Информация о работе

Харламов, Александр Евгеньевич
кандидата технических наук
Тула, 2010
ВАК 25.00.22

Диссертация

Геомеханическое обоснование технологий ведения очистных работ с пакетированной закладкой выработанных пространств - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы