Обоснование параметров технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок

Утиралов, Олег Александрович

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок"

На правах рукописи

УТИРАЛОВ Олег Александрович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЭТАПНОГО ПРОВЕДЕНИЯ И АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТОВЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и

строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк 2005

Работа выполнена! в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Клишин Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Тациенко Виктор Прокопьевич

кандидат технических наук, доцент Чубриков Андрей Викторович

Ведущая организация - Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук (г. Кемерово)

Защита состоится 22 декабря 2005 г в 14.00 часов в ауд.ЗП на заседании диссертационного совета: Д 212.252.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: 654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42. Телефон 8-(3843) 46-37-88, Факс 8-(3843) 46-57-92, e-mail: magstu@rdtc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет»

А втореферат разослан 21

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

2.6ОСЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкое внедрение на шахтах России высокопроизводительных технологических схем выемочных участков с использованием современного, в том числе импортного оборудования, требует проведения подготовительных выработок большого поперечного сечения (до 24м2), с присечкой породы до 50%, увеличения количества подготовительных выработок, обеспечивающих работу комплексно-механизированного забоя (КМЗ). При реализации на шахтах этих требований снизились темпы проведения выработок и воспроизводства готовых к выемке запасов угля.

Основной причиной снижения темпов проведения выработок большого поперечного сечения является увеличение продолжительности крепления пород кровли и боков подготовительных выработок. Одним из направлений снижения затрат времени на установку крепи является разделение во времени и пространстве в подготовительном забое процессов возведения временной и постоянной крепи. Положительный опыт поэтапного проведения и крепления выработок накоплен при строительстве капитальных выработок и тоннелей.

Возможность применения технологии поэтапного проведения и крепления в пластовых подготовительных выработках угольных шахт сдерживается отсутствием положительных результатов научных исследований и методики обоснования параметров временной анкерной крепи, обеспечивающей устойчивое и безопасное состояние пород кровли в зоне работы проходческого комбайна.

В этой связи актуальной является задача разработки технологии поэтапного проведения и крепления подготовительных выработок посредством использования в качестве временной анкерной крепи разных типов для повышения темпов проведения выработок при обеспечении безопасных условий труда.

Целью работы является обоснование параметров технологии поэтапного проведения и крепления пластовых подготовительных выработок сталеполимерными и сталеминерапьными анкерами для повышения темпов воспроизводства готовых к выемке запасов угля.

Идея работы состоит в разделении во времени и пространстве подготовительного забоя процессов выемки горной массы, возведения временной и постоянной крепи для обеспечения устойчивости пород кровли в при-забойной зоне посредством поэтапной установки сталеминеральных анкеров.

Задачи исследований:

- обосновать технологические требования к сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении;

- разработать оптимальные составы минерального закрепителя анкеров для обоснования заданной несущей способности сталеминеральных анкеров и технологии их установки;

- установить закономерности взаимодействия временной и постоянной анкерных крепей с породным массивом;

- изучить в шахтных условиях работоспособность сталеполимерных и сталеминеральных анкеров при поэтапном проведении и креплении подготовительных выработок;

- разработать и внедрить технологические схемы поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок.

Методы исследований: лабораторные испытания сталеминеральных анкеров с исследованием разных составов минеральных закрепителей; моделирование на ЭВМ с использованием метода конечных элементов для расчета параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород при поэтапном проведении выработок; дисперсионный анализ для обработки полученных экспериментальных результатов исследований различных составов минеральных смесей; шахтный эксперимент; обобщение результатов исследований для разработки технологических схем поэтапного проведения и анкерного крепления выработок.

Научные положения, выносимые на защиту:

- устойчивость пород кровли подготовительного забоя обеспечивается поэтапным проведением и креплением горных выработок комбинированной анкерной крепью за счет первоначального закрепления анкерного стержня в шпуре с усилием не менее ЗОкН при плотности установки анкеров 1-2 ан-кер/м2 и длине более 2,2м с последующим использованием его для обустройства постоянной крепи и перетяжки кровли в зоне или вне зоны ведения работ по проведению выработки;

- закрепление металлического анкерного стержня в шпуре с усилием, не превышающим предел прочности его при растяжении, достигается применением минерального закрепителя, изготовленного на основе портландцемента от 55 до 65%, глиноземистого шлака от 25 до 30% и гипса от 14 до 18% с тонкостью помола от 5400 до 5600 см2/г;

- опережающей установкой временной анкерной крепи с плотностью в 1,2-1,3 раза менее плотности постоянной крепи обеспечивается появление дополнительных сжимающих напряжений, распространяющихся от оси анкера в радиусе 0,4-0,5 его длины с максимальным значением над шайбой и резким снижением при удалении от его оси, причем смещения кровли на этом участке уменьшаются с увеличением длины анкера и предела прочности пород непосредственной кровли при сжатии;

- плотность установки опережающей анкерной крепи в призабойном участке подготовительной выработки увеличивается прямо пропорционально ширине и длине этого участка и по степенной зависимости от времени под держания пород кровли.

Научная новизна работы заключается в:

- обосновании технологических требований (усилие закрепления анкера при установке не менее ЗОкН, плотность установки анкеров 1-2 ан-кер/м2, длина анкера более 2,2м) к сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении и разделении процессов установки временной и постоянной крепи во времени и пространстве забоя;

- установлении оптимальных составов минеральных закрепителей анкеров для обеспечивающих закрепление металлического анкерного стержня не ниже предела прочности его при растяжении (портландцемента от 55 до 65%, глиноземистого шлака от 25 до 30% и гипса от 14 до 18%);

- обосновании возможности применения временной крепи с плотностью в 1,2-1,3 раза меньше плотности постоянной крепи в передовой части выработки по сравнению с плотностью постоянной крепи посредством формирования зон сжимающих напряжений в породах кровли при распоре с усилием более ЗОкН;

- установлении линейных зависимостей смещений пород кровли от ширины и длины передовой выработки и степенной от времени ее эксплуатации.

Новизна полученных результатов исследований подтверждена в 3 патентах и 2 авторских свидетельствах.

Личный вклад автора заключается в:

- обосновании технологических требований к сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении и разделении процессов установки временной и постоянной крепи во времени и пространстве забоя;

- проведении лабораторных исследований и установлении оптимальных составов минеральных закрепителей анкеров для обеспечения закрепления металлического анкерного стержня не ниже предела прочности его при растяжении;

- проведении шахтного эксперимента по опытно-промышлерной эксплуатации разработанных технологических схем поэтапного проведения и крепления выработок и обосновании меньшей плотности временной крепи в передовой части выработки по сравнению с плотностью постоянной крепи;

- установлении линейных зависимостей смещений пород кровли от ширины и длины передовой выработки и степенной зависимости от времени се эксплуатации;

- установлении области применения технологических схем поэтапного крепления горных выработок с последовательной установкой временной и постоянной анкерной крепи, в том числе с использованием разряженной схемы установки временной крепи в пределах передового призабойного участка.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- соответствием состава многокомпонентной смеси минерального закрепителя технологическим требованиям к сталеминеральным анкерам и условиям их эксплуатации;

- применением методов лабораторных испытаний и дисперсионного анализа для обоснования оптимального состава смеси минерального закрепителя;

- соответствием в пределах 15-20% вычисленных по разработанному алгоритму и измеренных в шахтных условиях смещений пород кровли;

- положительными результатами опытного опытно-промышленной эксплуатации разработанных схем поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок в условиях шахты «Разрез «Сибир-гинский».

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей взаимодействия временной и постоянной анкерной крепи с породным массивом в подготовительных выработках уступной в плане формы.

Практическая значимость работы состоит в: возможности применения разработанной методики расчета смещений пород кровли передовой выработки уступной в плане формы, оптимальных составов минерального закрепителя для технологии поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок; использования разработанных технологических схем в проектной документации угольных шахт.

Реализации работы. Проведены промышленные испытания и получены положительные результаты опытного внедрения разработанных схем поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок в условиях шахты «Разрез «Сибиргинский», получены разрешительные документы Ростехнадзора на эксплуатацию технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок ста-леминеральными анкерами.

Апробация работы. Основные выводы и результаты научной работы докладывались и обсуждались: на VII конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (г. Новокузнецк, 2002г); «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (г. Новокузнецк, 2004г); на 62-й научно-технической конференции, посвященной 75-летию НГАСУ (СИБСТРИН, Новосибирск, 2005г.); на II международной конференции «Динамика и прочность горных машин» (Новосибирск, 2003г).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 15 печатных работ (2 без соавторов), в том числе 3 патента и 2 авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов и заключения, изложенных на 153 страницах машинописного текста, содержит список литературы из 133 наименований, 19 таблиц, 63 рисунка и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе проведен анализ производственного опыта и результатов научных исследований в области разработки технологий поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок.

Значительный вклад в исследования по обоснованию геомеханических параметров подготовительных горных выработок внесли В.Е. Ануфриев, К.А. Ардашев, И.В. Баклашов, Н.С. Булычев, Ю.В. Громов, В.Ю. Изак-сон, П.В. Егоров, Ю.А. Заславский, В.Н. Каретников, В.А. Лидер, Б.П. Пис-ляков, А.Г. Протосеня, И.Л. Черняк, П.М. Цымбаревич, А.П. Широков, Г.Г. Штумпф и др.

На основе проведённого анализа установлено, что технология поэтапного проведения и крепления пластовых подготовительных выработок является одним из перспективных направлений повышения темпов подвига-ния подготовительных забоев. Однако для ее реализации необходимо: адаптировать к условиям угольных шахт варианты технологии поэтапного проведения и крепления пластовых подготовительных выработок; изучить технологические и физико-механические свойства минерального закрепления анкеров; изучить закономерности взаимодействия временной и постоянной анкерной крепи с породным массивом; провести оценку эффективности технологии в реальных условиях; разработать технологические схемы поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок, получить разрешительные документы Ростехнадзора на промышленную эксплуатацию технологических схем.

Во втором разделе приведены исследования по обоснованию технологических требований к сталеполимерным и сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении. Произведена сравнительная оценка сталеполимерных и сталеминеральных анкерных крепей, основные показатели которой приведены в таблице 1.

Сущность разработанной технологии поэтапного крепления горных выработок анкерной крепью заключается в первоначальной установке временной анкерной крепи с последующим использованием ее анкеров для обустройства постоянной крепи и перетяжки кровли в зоне или вне зоны ведения работ по проведению выработки. Особенность первоначальной установки временной анкерной крепи состоит в том, что исключается применение рамной временной крепи. Временная анкерная крепь состоит из: анкерного стержня типа с параметрами, принятыми для анкеров постоянной крепи; специальной шайбы размерами 70+70-КЗ мм и гайки. Закрепление анкерного стержня в шпуре производится патронированным закрепляющим составом аналогично закреплению анкеров постоянной крепи.

Таблица 1 - Сравнительные показатели стапеполимерных и сталеми-

неральных анкерных крепей

Наименование показателей Сталеполимерная крепь Сталеминеральная крепь

Долговечность По истечении 3-5 лет не может эксплуатироваться без систематического контроля, диагностики и корректировки на их основе паспортов крепления горных выработок Высокая прочность и долговечность (50 и более лет) минерального состава на цементной основе не требует постоянного мониторинга работы крепи

Пожаробе-зопасность Горюча Не горюча

Термостойкость До 300-350°С До 1000°С без снижения прочности закрепляющей втулки

Характеристика вяжущих составов Большое многообразие полимерных составов, имеющих различную основу: эпоксидную, карбомидную, фенолоформаль-дегидную, шлакосиликатную, фосфогипсовую, полиэфир-полиуретановую, что требует проведения специальных исследований по определению их прочностных характеристик, высокая стоимость Цементная смесь, состоящая из измельченного глиноземистого шлака и последующего совместного помола портландцемента, гипса и активатора твердения в виде кальцинированной соды и других добавок, низкая стоимость

Токсичность Большое многообразие полимерных вяжущих требует проведения специальных химико-медицинских исследований по исследованию их токсичности, но до настоящего времени применяемые полимерные вяжущие имеют только временные разрешения на их применение в шахтах по показателю «токсичность» Нетоксична и соответствует государствен н ы м санитарно-эпидемиологическим нормам и правилам. Получены соответствующие разрешительные документы Ростехнадзо-ра РФ

Процесс крепления призабойной части выработки постоянной крепью, после ее проведения на проектную ширину, осуществляется под защитой временной крепи и состоит в том, что анкерные сгержни временной крепи в дальнейшем используются как элемент постоянной анкерной крепи,

в тоже время производится уплотнение сетки анкеров и перетяжка кровли решёткой с фиксацией сферическими подхватами специально разработанной конструкции, которые являются демпфирующими податливыми элементами анкерной крепи. На крайний ряд анкеров от забоя элементы постоянной крепи не устанавливаются. При этом для постоянной крепи усилие закрепления анкерного стержня в шпуре перед навеской элементов постоянной анкерной крепи должно быть не менее 30 кН.

По результатам исследований обосновано следующее научное положение: устойчивость пород кровли подготовительного забоя обеспечивается поэтапным проведением и креплением горных выработок комбинированной анкерной крепью за счет первоначального закрепления анкерного стержня в шпуре с усилием не менее ЗОкН при плотности установки анкеров 1-2 анкер/м2 и длине более 2,2м с последующим использованием его для обустройства постоянной крепи и перетяжки кровли в зоне или вне зоны ведения работ по проведению выработки.

В третьем разделе приведены исследования по разработке оптимальных составов минерального закрепителя анкеров для обоснования несущей способности сталеминеральных анкеров и технологии их установки.

При проведении исследований по изучению технологических и физико-механических свойств минерального закрепителя анкеров изучалось влияние следующих факторов: химических добавок на предел прочности смеси при сжатии, минерального состава смеси на прочность и расширение состава. Проведённый статистический анализ результатов исследований показал, что значимое влияние на основные технологические параметры минерального закрепителя анкеров оказывают четыре компонента: глиноземистый шлак, гипс, портландцемент и кальцинированная сода. Исследовались смеси с содержанием 20-40 % глинозёмного шлака, 0,5-7,0 % кальцинированной соды Ыа2С05 гипса от 12-18 %, портландцемента 52-65 %.

В результате дисперсионного и корреляционного анализа установлено, что наиболее стабильные основные характеристики (предел прочность при сжатии, период твердения, коэффициент расширения) имеют смеси содержащие: портландцемент от 55 до 65 %; глиноземистый шлак от 25 до 30 %; гипс от 14 до 18 %; 1,0-1,2 % кальцинированной соды.

Стендовые лабораторные испытания анкерной крепи производились с минеральным патронированным закрепителем анкеров (ЗАМП), имеющим следующий состав: ПЦ - чернореченский портландцемент М500 - 50%; ГГРЦ - пашийский гипсоглиноземистый М400 - 50%; Ыа2С03 — сода кальцинированная - 1,0% от общей массы цементов. Тонкость помола должна быть 5400 см11 г - 5600 см1!г. К смесям предъявлялось технологическое требование: усилие закрепления анкерного стержня в шпуре перед навеской элементов постоянной анкерной крепи должно составлять не менее ЗОкН.

Смеси отличались друг от друга следующими параметрами: температура в помещении, 1ср= 17-23 °С, температура воды для затворения ампул, 1„=15-20 °С, время затворения, ^ 13-18 с, интервал нагружения, 1иаг = 15-

ЗОмин, длина закрепляющей втулки, L=530-630 мм, количество ампул 2 шт Получены нагрузочные характеристики анкерной крепи. В качестве примера на рисунке 1 приведены типичные результаты.

150

х

а

аГ 100

0

0,0 0,6 1,2 1,8 2,4 3,0 3,6 Смещение, мм

Рисунок 1 - Нагрузочная характеристика анкерной крепи

Установлено, что несущая способность крепи через 30 минут после твердения превышает 145 кН, при этом разрушение стержня анкера начинается раньше разрушения втулки.

Разработана математическая модель деформирования системы «анкер - закрепляющая втулка - шпур». Приведенные аналитические исследования показали, что несущая способность втулки анкерной крепи обеспечивается в искусственном шпуре посредством сцепления цементной смеси с поверхностью шпура и заклинивания, возникающего из-за волнообразной внутренней поверхности.

Эксперименты показали, что минеральные закрепители ЗАМП образуют втулки, имеющие несущую способность до 150кН.

По результатам обосновано следующее научное положение: закрепление металлического анкерного стержня в шпуре с усилием, не превышающим предел прочности его при растяжении, достигается применением минерального закрепителя, изготовленного на основе портландцемента от 55 до 65%, глиноземистого шлака от 25 до 30% и гипса от 14 до 18% с тонкостью помола от 5400 до 5600 см3/г

В четвертом разделе приведены исследования по установлению закономерностей взаимодействия временной анкерной крепи с постоянной крепью и породным массивом.

На первом этапе был разработан алгоритма расчета параметров пространственного напряженно-деформированного состояния (НДС) углепо-родного массива в окресгности незакрепленной и закрепленной горной выработки. Всего было проведено 318 экспериментов на ЭВМ с варьированием данных, включающих 7 горно-геологических и 16 горнотехнических факторов (в том числе 12 параметров анкерной крепи).

В процессе моделирования изучалось распределение вертикальных и горизонтальных напряжений и смещений по длине анкера и ширине выработки. Установлено, что влияние анкера распространяется в породных слоях в пределах круга диаметром 2,0м (рисунок 2).

Расстояние от оси анкера, м

Л ш Й п\

V! —/Уъ 'V Ч //

ч\ У

/Се чение а чкера d= =0,02м

.0 -1 .5 -1 .0 -0 Рассто .5 0 иние от 0 0 оси ан 5 1 кера, м 0 1 5 2

2.01.55 1.0-ее"

а

и

я 0.5-

я

к

1 оо

и

| -0.5-Й £

а -10-1.5-2.0

Рисунок 2 - Вертикальные напряжения под влиянием анкера (МПа) в поперечном сечении кровли выработки (а) и в плоскости, перпендикулярной анкеру (б)

В качестве примера на рисунке 3 показан характер распределения вертикальных и горизонтальных напряжений и смещений по оси анкера. Установлено, что при длине анкера 2,4м, распоре 120кН, длине закрепления 0,5м между шайбой и закрепленной верхней частью анкера увеличиваются сжимающие вертикальные (рисунок 3,а) и горизонтальные напряжения. Вертикальные (рисунок 3,6) и горизонтальные смещения пород кровли максимальные под шайбой, затем резко снижаются в пределах закрепленной части и плавно в пределах не закрепленной части.

Выявлено существенное влияние следующих факторов: глубины разработки, предела прочности пород кровли при сжатии и растяжении, распора анкера, длины закрепленной части анкера.

При увеличении глубины разработки смещения пород кровли увеличиваются почти линейно до глубины 600 м, а затем стабилизируются, интенсивность вертикальных смещений составляет 1-2 мм на 100м глубины разработки.

-0,35 ----->—

Расстояние от кровли выработки, м

Расстояние от кровли выработкам

Рисунок 3 - Графики распределения вертикальных напряжений и смещений по длине анкера

Увеличение предела прочности пород кровли при сжатии приводит к уменьшению по показательной зависимости вертикальных смещений пород кровли (рисунок 4). '

10 30 50 70 90 110

Предел прочности непосредственной кровли при сжатии, МПа

Рисунок 4 - Влияние предела прочности пород при сжатии на вертикальные смещения пород кровли

Установленные закономерности распределения напряжений и смещений пород кровли в широком диапазоне горно-геологических параметров при разной длине и несущей нагрузке анкеров использованы для создания инженерной методики расчета смещений пород кровли подготовительной выработки произвольной в горизонтальной плоскости форме.

Адекватность рассчитанных смещений пород кровли реальным оценена по результатам шахтных экспериментов, проведенных в подготовительных выработках шахты «Распадская» и шахты ОАО «Разрез «Сибиргин-ский» в Кузбассе. Установлено, что расхождение между вычисленными и измеренными смещениями пород кровли не превышает 15 %.

По результатам исследований обоснованы следующие научные положения: опережающей установкой временной анкерной крепи с плотностью в 1,2-1,3 раза менее плотности постоянной крепи обеспечивается появление дополнительных сжимающих'напряжений, распространяющихся от оси анкера в радиусе 0,4-0,5 его длины с максимальным значением над шайбой и резким снижением при удалении от его оси, причем смещения кровли на этом участке уменьшаются с увеличением длины анкера и предела прочности пород непосредственной кровли при сжатии;

плотность установки опережающей анкерной крепи в призабой-ном участке подготовительной выработки увеличивается прямо пропорционально ширине и длине этого участка и по степенной зависимости от времени поддержания пород кровли.

В пятом разделе приведены и обобщены результаты сравнительных исследований в шахтных условиях работоспособности стапеминеральных и стапеполимерных анкеров при поэтапном проведении и креплении подго-

товительных выработок. Разработана проектная документация и внедрены технологические схемы поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок

Сравнение работоспособности сталеполимерных и сталеминеральных анкеров при поэтапном проведении и креплении подготовительных выработок производилось в условиях шахты ОАО «Разрез «Сибиргинский» в Кузбассе. В качестве места проведения испытаний выбран конвейерный штрек 3-1-7 в верхнем слое мощного пласта III, кровля которого представлена песчаниками и является устойчивой. На основе рассчитанных по разработанной методике смещений пород кровли обоснованы следующие параметры паспорта крепления конвейерного штрека: длина опережающей выработки 10-20 м, ширина 3-4 м, плотность установки анкеров 1 анкер/м2 (рисунки 5 и 6).

Разработаны варианты технологических схем поэтапного крепления горных выработок для условий устойчивых кровель:

- с последовательным возведением временной анкерной крепи, как первого этапа крепления, по всей ширине выработай в трех выемочных циклах длиной по 4,8 м в каждом с последующим возведением постоянной анкерной крепи;

- с разряженной схемой установки временной анкерной крепи в каждом выемочном цикле длиной по 4,8 м и последующим возведением постоянной анкерной крепи на расстоянии от забоя не более 14,4 м (таблица 2).

Таблица 2 - Параметры технологических схем

Длина проходческого цикла (1ц), м Не более 4,8 м

Основная (постоянная) крепь: - несущая способность анкера, кН Согласно сертификату или испытаниям

- плотность установки, анкеров/м2 По расчету, но не менее 0,5

- шаг установки (а), м Согласно расчету

- количество анкеров в ряду по сечению выработки, шт. Согласно «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России». - СПб., 2000.

- отставание от забоя (1п), м Не более 14,4

Временная крепь: - несущая способность анкера, кН Не менее 30

- плотность установки, анкеров/м2 По первому варианту: аналогично постоянной крепи; по второму варианту: разряженная

- шаг установки (а), м Аналогично постоянной крепи

- количество анкеров в ряду по сечению выработки, шт. По первому варианту: аналогично постоянной крепи; по второму вариату: 3

- отставание от забоя (10), м Не более шага установки

Рисунок 5 - Технологическая схема поэтапного проведения и крепления

выработки

Расстояние от забоя, м Рисунок 6 - Изолинии расчетных смещений пород кровли при поэтапном проведении и креплении выработки

По результатам шахтных испытаний разработанных вариантов технологических схем поэтапного крепления доказана работоспособность как комбинированной анкерной сталеминеральной крепи типа АСМ-3, так и сталеполимерной крепи на базе серийных анкеров А20В с закреплением их в шпурах полимерным составом в ампулах типа АП400У, обеспечивающих безопасные условия выемки угля и крепления кровли призабойного пространства до возведения постоянной крепи.

Установлены величины конвергенции "кровля-почва" конвейерного штрека 3-1-7 через 19-109 минут после выемки угля при обнажении устойчивой кровли на длину проходческого цикла (2,4-4,8 м) с площадью до 30

м2 и общей площадью незакрепленной кровли до 57 м2, которая составляла 1,1-4,0 мм, то есть расчетные и измеренные величины смещений удовлетворительно совмещаются (см. рисунок 6)

В условиях устойчивых пород кровли при длине выемочного цикла 4,8 м и возведении временной крепи на протяжении 4,8-14,4 м от забоя со сплошной и разряженной схемой её установки не зафиксированы расслоения и обрушения приконтурных пород кровли.

По результатам шахтных исследований обоснована область рационального применения в условиях шахт Кузбасса технологических схем поэтапного крепления горных выработок, с последовательной установкой временной и постоянной анкерной крепи, в том числе с использованием разряженной схемы установки временной крепи в пределах призабойной части: вне зон геологических нарушений, прочности пород кровли при сжатии осж>50МПа, притоке воды q<5M3/4, ширине передовой выработки не более 4,0м.

Получено разрешение № РРС 00-18138 Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение анкерной крепи типа ЛСМ с патронированным минеральным закрепителем анкеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация являегся научно-квалификационной работой, в которой решена задача разработки технологии поэтапного проведения и крепления подготовительных выработок посредством использования в качестве временной анкерной крепи разных типов для повышения темпов проведения выработок при обеспечении безопасных условий труда, имеющая существенное значение для угольной промышленности.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему:

1. Установлено, что поэтапное проведение и крепление пород кровли пластовых подготовительных выработок угольных шахт обеспечивает повышение темпов подвигания подготовительных забоев в 1,2-1,5 раза за счет разделения во времени и пространстве процессов выемки горной массы и крепления, в том числе с поэтапным увеличением плотности установки анкеров вне зоны работы проходческого комбайна;

2 Обоснованы технологические требования к стапеминеральным анкерным крепям и установлено, что анкера с минеральным закрепителем обладают следующими преимуществами: срок службы 50 и более лет, не опасны по пожарной безопасности, термостойкие до температуры 1000°С, не выделяют токсичные вещества при нагревании. Рекомендуется следующий состав минерального закрепителя: портландцемент от 55 до 65%, глиноземистый шлак от 25 до 30%, гипс от 14 до 18% с тонкостью помола от 5400 до 5600 см2/г. Технологические требования к стапеминеральным анкерам: усилие закрепления анкерного стержня в шпуре перед навеской элементов постоянной анкерной крепи должно составлять не менее ЗОкН, плотность установки анкеров 1-2 анк/м2 при длине анкера более 2,2м;

3. Установлено, что при распоре анкера между замком и шайбой возникают дополнительные сжимающие напряжения и деформации. Это при-

водит к уплотнению пород, закрытию трещин и повышению устойчивости пород подготовительной выработки посредством увеличения жесткости породных слоев при установке анкеров и наложения зон сжатия соседних анкеров с целью исключения участков в кровле с растягивающими напряжениями. Область влияния установленного анкера в плоскости, перпендикулярной анкеру, распространяется в пределах 0,4-0,5 длины анкера, причем влияние анкера максимальное над шайбой и резко снижается в направлении от оси анкера.

4. Разработана методика расчета оседаний пород кровли с учетом уступной в плане формы выработки, размеров опережающей и последующей выработок, длины участка незакрепленной выработки, свойств пород кровли, а также времени эксплуатации выработки. Адекватность рассчитанных смещений пород кровли реальным оценена по результатам шахтных экспериментов, проведенных в подготовительных выработках шахты «Распадская» в Кузбассе. Установлено, что расхождение между вычисленными и измеренными смещениями пород кровли не превышает 15%.

5. Установлено, что устойчивость пород кровли в пределах передового призабойного участка выработки обеспечивается посредством установки временной анкерной крепи с плотностью менее плотности постоянной анкерной крепи в 1,2-1,3 раза, а плотность установки анкерной крепи в приза-бойной части подготовительной выработки увеличивается прямо пропорционально от ширины и длины этого участка и по степенной функции от времени поддержания пород кровли.

6. На основе рассчитанных по разработанной методике смещений пород кровли обоснованы следующие параметры паспорта крепления конвейерного штрека 3-1-7 шахты ОАО «Разрез «Сибиргинский»: длина опережающей выработки 10-20м, ширина 3-4м, плотность установки анкеров 1 анкер/м2. Расчетные параметры приняты в качестве базовых при проведении шахтных экспериментов.

7. По результатам шахтного эксперимента доказана работоспособность как комбинированной анкерной сталеминерапьной крепи типа АСМ-3, так и сталеполимерной крепи на базе серийных анкеров А20В с закреплением их в шпурах полимерным составом в ампулах типа АП400У, обеспечивающих безопасные условия выемки угля и крепления кровли призабойного пространства до возведения постоянной крепи.

8. Для применения на шахтах Кузбасса рекомендуются следующие варианты технологических схем поэтапного крепления горных выработок с устойчивыми кровлями:

- с последовательным возведением временной анкерной крепи, как первого этапа крепления, по всей ширине выработки в трех выемочных циклах длиной до 5,0м в каждом с последующим возведением постоянной анкерной крепи;

- с разряженной схемой установки временной анкерной крепи в каждом выемочном цикле длиной до 5,0м и последующим возведением постоянной анкерной крепи на расстоянии от забоя не более длины проходческого комбайна.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Утиралов O.A. Поэтапная технология крепления горных выработок сталеминеральными анкерами / O.A. Утиралов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Материалы Междунар, научно-практич. конф 8-11 июня, 2004; 4.2. - Новокузнецк, 2004. - 8с.

2. Несущая способность анкерной крепи на основе минерального закрепителя / В.В. Адищев, В.М. Митасов, Н С. Михайлова, O.A. Утиралов // Тезисы докладов 62-й научно-технической конференции, посвященной 75-летию НГАСУ (СИБСТРИН). - Новосибирск: НГАСУ, 2005,- 1с.

3. Системы анкерного крепления с минеральной основой / В.И. Ма-гдыч, В.А. Юрченко, В.К. Новосадов, O.A. Утиралов // ТЭК и ресурсы Кузбасса. - №4. -2001. - 4с.

4. Утиралов O.A. Анкерная крепь на основе минеральных композиционных материалов / O.A. Утиралов, В.И. Клишин // Сб. трудов II межд. конф. «Динамика и прочность горных машин». Т. 1, Новосибирск, 2003. -6с.

5. Утиралов O.A. Комплексное использование сырьевых ресурсов, получаемых в результате добычи и переработки угля / O.A. Утиралов // Сб. трудов II межд. конф. '(Динамика и прочность горных машин». Т. 1, Новосибирск, 2003г. - 4с.

6. Анкерная сталеполимерная крепь типа ACM / В.А. Юрченко, O.A. Утиралов, В.И. Магдыч, В.В. Некрасов. - Уголь. - 2003. - №1. - С. 14-16.

7. Утиралов O.A. Современные аспекты технологии крепления горных выработок / O.A. Утиралов, Н.В. Магдыч, В.В. Радашкевич // Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: Тр. VII Междунар. конф. 20-21 ноября 2002 - Новокузнецк: Сиб-ГИУ, 2002. - 7с.

8. Юрченко В.А. Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей. Препринт №46 / В.А. Юрченко, O.A. Утиралов, В.И Магдыч. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2004. - 51с.

9. A.c. 22970, БИ №13. Анкер / В.И. Магдыч, В К. Новосадов, В.А. Юрченко, O.A. Утиралов. - 2002.

10. A.c. 22971, БИ №13. Анкер / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, O.A. Утиралов. - 2002.

11. Пат. 2205959, БИ №16. Закрепитель анкеров минеральный патронированный и способ его получения / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, O.A. Утиралов. - 2003.

12. Пат. 2205960, БИ №16. Анкерная крепь / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, О А. Утиралов. - 2003.

13. Пат. 2204536, БИ №14. Способ получения расширяющейся цементной смеси / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, O.A. Утиралов. - 2003.

14. Положит, решение № 027056 от 12.10.2003 на выдачу патента по заявке № 2001125180/03. Расширяющаяся цементная смесь / В И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, O.A. Утиралов. -2003г.

15. Положит, решение № 44350 от 09.07.2004 на выдачу патента по заявке №2004117414/22. Анкерная крепь / В.А. Юрченко, В.И. Магдыч, A.B. Мишнев, А.Г. Пирожков, В.В. Радашкевич, О.А Утиралов. -2004.

УТИРАЛОВ Олег, 1лександрович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЭТАПНОГО ПРОВЕДЕНИЯ И АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТОВЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Автореферат

Изд. лиц. №01439 от 05.04.2000 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,1 Уч.- изд. л. 1,24

Подписано в печать 18.11.2005 г. Бумага писчая. Печать офсетная. Тираж 120 экз Заказ /5"/

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова 42. Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

»23215

РНБ Русский фонд

2006-4

25003 4

? í>

\

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Утиралов, Олег Александрович

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 10 УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1.1. Анализ современного состояния технологии проведения и 11 крепления подготовительных выработок угольных шахт

1.2 Анализ технологии крепления подготовительных выработок 13 анкерами

1.3 Анализ особенностей работы анкерных крепей в подготови- 22 тельных выработках шахт Кузбасса

1.4 Обоснование актуальности разработки и внедрения технологии 27 поэтапного проведения и крепления подготовительных выработок

1.5 Выводы

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЭТАПНОГО ПРОВЕДЕНИЯ И 33 АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

2.1 Обоснование технологических и технических решений для раз- 33 работки технологии поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок

2.2 Конструирование технологической схемы проведения и поэтап- 40 ного крепления анкерами горных выработок

2.3 Выводы

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МИНЕ- 51 РАЛЬНОГО ЗАКРЕПИТЕЛЯ АНКЕРОВ

3.1 Анализ механических свойств минерального закрепителя ан- 51 керов

3.2 Стендовые лабораторные испытания анкерной крепи с мине- 59 ральным патронированным закрепителем анкеров

3.3 Разработка математической модели деформирования системы 67 «анкер - закрепляющая втулка - шпур»

3.4 Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВРЕМЕННОЙ АНКЕРНОЙ КРЕПИ С ПОСТОЯННОЙ КРЕПЬЮ И ПРИРОД- 75 НЫМ МАССИВОМ ГОРНЫХ ПОРОД

4.1 Обоснование алгоритма расчета параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива при поэтап- 75 ном анкерном креплении подготовительных выработок

4.2 Закономерности взаимодействия анкеров с углепородным мае- 82 сивом

4.3 Разработка методики прогноза смещений пород кровли подготовительной выработки при поэтапном ее проведении и анкерном кре- 87 плении

4.4 Оценка адекватности расчетных и фактических смещений пород кровли при поэтапном проведении и креплении подготовительных 93 выработок

4.5 Выводы 104 5 ШАХТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОЭТАПНОГО КРЕПЛЕНИЯ АНКЕРАМИ ПОДГОТОВИ- 105 ТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

5.1 Методика проведения шахтных экспериментальных исследо- 105 ваний

5.2 Выбор и характеристика экспериментального участка

5.3 Прогноз результатов шахтных исследований технологии по- 117 этапного крепления анкерами подготовительных выработок

5.4 Разработка и обоснование параметров и области применения технологических схем поэтапного крепления устойчивой кровли гор- 126 ных выработок с использованием анкерных крепей и рекомендации к их параметрам

5.5 Выводы 130 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 13 6 ПРИЛОЖЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок"

Основной причиной снижения темпов проведения выработок большого поперечного сечения является увеличение продолжительности крепления пород кровли и боков подготовительных выработок. Одним из направлений снижения затрат времени на установку крепи является разделение во времени и пространстве в подготовительном забое процессов возведения временной и постоянной крепи. Положительный опыт поэтапного проведения и крепления выработок накоплен при строительстве капитальных выработок и тоннелей.

Возможность применения технологии поэтапного проведения и крепления в пластовых подготовительных выработках угольных шахт сдерживается отсутствием положительных результатов научных исследовании и методики обоснования параметров временной анкерной крепи, обеспечивающей устойчивое и безопасное состояние пород кровли в зоне работы проходческого комбайна.

В этой связи актуальной является задача разработки технологии поэтапного проведения и крепления подготовительных выработок посредством использования в качестве временной анкерной крепи разных типов для повышения темпов проведения выработок при обеспечении безопасных условий труда.

Целью работы является обоснование параметров технологии поэтапного проведения и крепления пластовых подготовительных выработок сталепо-лимерными и сталеминеральными анкерами для повышения темпов воспроизводства готовых к выемке запасов угля.

Идея работы состоит в разделении во времени и пространстве подготовительного забоя процессов выемки горной массы, возведения временной и постоянной крепи для обеспечения устойчивости пород кровли в призабойной зоне посредством поэтапной установки сталеминеральных анкеров.

Задачи исследований:

- обосновать технологические требования к сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении;

- разработать оптимальные составы минерального закрепителя анкеров для обоснования заданной несущей способности сталеминеральных анкеров и технологии их установки;

- установить закономерности взаимодействия временной и постоянной анкерных крепей с породным массивом;

- изучить в шахтных условиях работоспособность сталеполимерных и сталеминеральных анкеров при поэтапном проведении и креплении подготовительных выработок;

- разработать и внедрить технологические схемы поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок.

Методы исследований: лабораторные испытания сталеминеральных анкеров с исследованием разных составов минеральных закрепителей; моделирование на ЭВМ с использованием метода конечных элементов для расчета параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород при поэтапном проведении выработок; дисперсионный анализ для обработки полученных экспериментальных результатов исследований различных составов минеральных смесей; шахтный эксперимент; обобщение результатов исследований для разработки технологических схем поэтапного проведения и анкерного крепления выработок.

Научные положения, выносимые на защиту:

- устойчивость пород кровли подготовительного забоя обеспечивается поэтапным проведением и креплением горных выработок комбинированной анкерной крепью за счет первоначального закрепления анкерного стержня в шпуре с усилием не менее ЗОкН при плотности установки анкеров 1-2 анкер/м и длине более 2,2м с последующим использованием его для обустройства постоянной крепи и перетяжки кровли в зоне или вне зоны ведения работ по проведению выработки;

- закрепление металлического анкерного стержня в шпуре с усилием, не превышающим предел прочности его при растяжении, достигается применением минерального закрепителя, изготовленного на основе портландцемента от 55 до 65%, глиноземистого шлака от 25 до 30% и гипса от 14 до 18% с тонкостью помола от 5400 до 5600 см2/г;

- опережающей установкой временной анкерной крепи с плотностью в 1,2-1,3 раза менее плотности постоянной крепи обеспечивается появление дополнительных сжимающих напряжений, распространяющихся от оси анкера в радиусе 0,4-0,5 его длины с максимальным значением над шайбой и резким снижением при удалении от его оси, причем смещения кровли на этом участке уменьшаются с увеличением длины анкера и предела прочности пород непосредственной кровли при сжатии;

- плотность установки опережающей анкерной крепи в призабойном участке подготовительной выработки увеличивается прямо пропорционально ширине и длине этого участка и по степенной зависимости от времени поддержания пород кровли.

Научная новизна работы заключается в:

- обосновании технологических требований (усилие закрепления анкера при установке не менее ЗОкН, плотность установки анкеров 1-2 анкер/м2, длина анкера более 2,2м) к сталеминеральиым анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении и разделении процессов установки временной и постоянной крепи во времени и пространстве забоя;

- установлении оптимальных составов минеральных закрепителей анкеров для обеспечивающих закрепление металлического анкерного стержня не ниже предела прочности его при растяжении (портландцемента от 55 до 65%, глиноземистого шлака от 25 до 30% и гипса от 14 до 18%);

- обосновании возможности применения временной крепи с плотностью в 1,2—1,3 раза меньше плотности постоянной крепи в передовой части выработки по сравнению с плотностью постоянной крепи посредством формирования зон сжимающих напряжений в породах кровли при распоре с усилием более ЗОкН;

- установлении линейных зависимостей смещений пород кровли от ширины и длины передовой выработки и степенной от времени ее эксплуатации.

Новизна полученных результатов исследований подтверждена в 3 патентах и 2 авторских свидетельствах.

Личный вклад автора заключается в:

- обосновании технологических требований к сталеминеральным анкерам для крепления подготовительных выработок при поэтапном их проведении и разделении процессов установки временной и постоянной крепи во времени и пространстве забоя;

- проведении лабораторных исследований и установлении оптимальных составов минеральных закрепителей анкеров для обеспечения закрепления металлического анкерного стержня не ниже предела прочности его при растяжении;

- проведении шахтного эксперимента по опытно-промыпшенной эксплуатации разработанных технологических схем поэтапного проведения и крепления выработок и обосновании меньшей плотности временной крепи в передовой части выработки по сравнению с плотностью постоянной крепи;

- установлении линейных зависимостей смещений пород кровли от ширины и длины передовой выработки и степенной зависимости от времени ее эксплуатации;

- установлении области применения технологических схем поэтапного крепления горных выработок с последовательной установкой временной и постоянной анкерной крепи, в том числе с использованием разряженной схемы установки временной крепи в пределах передового призабойного участка.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- соответствием состава многокомпонентной смеси минерального закрепителя технологическим требованиям к сталеминеральным анкерам и условиям их эксплуатации;

- применением методов лабораторных испытаний и дисперсионного анализа для обоснования оптимального состава смеси минерального закрепителя;

- соответствием в пределах 15-20% вычисленных по разработанному алгоритму и измеренных в шахтных условиях смещений пород кровли;

- положительными результатами опытного опытно-промышленной эксплуатации разработанных схем поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок в условиях шахты «Разрез «Сибиргинский».

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей взаимодействия временной и постоянной анкерной крепи с породным массивом в подготовительных выработках уступной в плане формы.

Практическая значимость работы состоит в: возможности применения разработанной методики расчета смещений пород кровли передовой выработки уступной в плане формы, оптимальных составов минерального закрепителя для технологии поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок; использования разработанных технологических схем в проектной документации угольных шахт.

Реализация работы. Проведены промышленные испытания и получены положительные результаты опытного внедрения разработанных схем поэтапного проведения и анкерного крепления подготовительных выработок в условиях шахты «Разрез «Сибиргинский», получены разрешительные документы Ростехнадзора на эксплуатацию технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок сталеминеральными анкерами.

Апробация работы. Основные выводы и результаты научной работы докладывались и обсуждались: на VII конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (г. Новокузнецк, 2002г); «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (г. Новокузнецк, 2004г); на 62-й научно-технической конференции, посвященной 75-летию НГАСУ (СИБСТРИН, Новосибирск, 2005г.); на II международной конференции «Динамика и прочность горных машин» (Новосибирск, 2003г).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 15 печатных работ (2 без соавторов), в том числе 3 патента и 2 авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов и заключения, изложенных на 153 страницах машинописного текста, содержит список литературы из 133 наименований, 19 таблиц, 63 рисунка и приложения.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Утиралов, Олег Александрович

5.5 Выводы

1. Разработана методика проведения шахтных экспериментальных исследований технологии поэтапного крепления горных выработок анкерной крепью, базирующаяся на предварительной оценке работоспособности временной анкерной крепи, надежности упрочнения кровли призабойного пространства и безопасности возведения временной и основной анкерной крепи.

2. В качестве места проведения испытаний выбран конвейерный штрек 3-1-7 в верхнем слое мощного пласта Ш шахты ОАО «Разрез «Сибиргин-ский», кровля которого представлена песчаниками, является устойчивой и типична для шахт гг. Междуреченск и Мыски.

3. На основе рассчитанных по разработанной методике смещений пород кровли обоснованы следующие параметры паспорта крепления конвейерного штрека 3-1-7 шахты «Разреза «Сибиргинский»: длина опережающей выработки 10-20м, ширина 3-4м, плотность установки анкеров 1 анкер/м2. Расчетные параметры приняты в качестве базовых при проведении шахтных экспериментов.

4. В результате шахтных испытаний временной анкерной крепи, как первого этапа технологии поэтапного крепления подготовительных выработок:

4.1. Доказана работоспособность как комбинированной анкерной ста-леминеральной крепи типа АСМ-3, так и сталеполимерной крепи на базе серийных анкеров А20В с закреплением их в шпурах полимерным составом в ампулах типа АП400У, обеспечивающих безопасные условия выемки угля и крепления кровли призабойного пространства до возведения постоянной крепи.

4.2. В подготовительных выработках при обнажении устойчивой кровли на длину проходческого цикла (2,4-4,8 м) с площадью до 30 м2 и общей площадью незакрепленной кровли до 57 м2, конвергенции "кровля-почва" изменяется в пределах 1,1-4,0 мм через 19-109 минут после выемки угля

Конвергенция возникает за счет упругой разгрузки пород кровли и почвы, увеличивается во времени монотонно с явной тенденцией к затуханию. При этом расслоений и смещений приконтурных пород кровли на высоту до 3,5 м не зафиксировано. Расслоений и смещений приконтурных слоев кровли не зафиксировано и при обнажении кровли на участке штрека длиной 9,2 м (площадь обнажения 57 м2), оставленного для эксперимента в течение 25 часов без крепления кровли.

4.3. В условиях устойчивых пород кровли при длине выемочного цикла 4,8 м и возведении временной крепи на протяжении 4,8-14,4 м от забоя со сплошной и разряженной схемой её установки не зафиксировано смещений и расслоений приконтурных пород кровли на глубину до 3,5 м.

4.4. При возведении элементов постоянной крепи время размещения одной решетчатой затяжки на двух анкерах с прижатием её к кровле составляло в среднем 4 минуты. Время установки сферической опорной плиты с закручиванием гайки вручную составляло в среднем 1,5 минуты.

5. Разработаны варианты технологических схем поэтапного крепления горных выработок для условий устойчивых кровель:

- с последовательным возведением временной анкерной крепи, как первого этапа крепления, по всей ширине выработки в трех выемочных циклах длиной по 4,8 м в каждом с последующим возведением постоянной анкерной крепи;

- с разряженной схемой установки временной анкерной крепи в каждом выемочном цикле длиной по 4,8 м и последующим возведением постоянной анкерной крепи на расстоянии от забоя не более 14,4 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой решена задача разработки технологии поэтапного проведения и крепления подготовительных выработок посредством использования в качестве временной анкерной крепи разных типов для повышения темпов проведения выработок при обеспечении безопасных условий труда, имеющая существенное значение для угольной промышленности.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему:

1. Установлено, что поэтапное проведение и крепление пород кровли пластовых подготовительных выработок угольных шахт обеспечивает повышение темпов подвигания подготовительных забоев в 1,2-1,5 раза за счет разделения во времени и пространстве процессов выемки горной массы и крепления, в том числе с поэтапным увеличением плотности установки анкеров вне зоны работы проходческого комбайна;

2. Обоснованы технологические требования к сталеминеральным анкерным крепям и установлено, что анкера с минеральным закрепителем обладают следующими преимуществами: срок службы 50 и более лет, не опасны по пожарной безопасности, термостойкие до температуры 1000°С, не выделяют токсичные вещества при нагревании. Рекомендуется следующий состав минерального закрепителя: портландцемент от 55 до 65%, глиноземистый шлак от 25 до 30%, гипс от 14 до 18% с тонкостью помола от 5400 до 5600 см2/г. Технологические требования к сталеминеральным анкерам: усилие закрепления анкерного стержня в шпуре перед навеской элементов постоянной анкерной крепи должно составлять не менее ЗОкН, плотность установки анкеров 1-2 анк/м при длине анкера более 2,2м;

3. Установлено, что при распоре анкера между замком и шайбой возникают дополнительные сжимающие напряжения и деформации. Это приводит к уплотнению пород, закрытию трещин и повышению устойчивости пород подготовительной выработки посредством увеличения жесткости породных слоев при установке анкеров и наложения зон сжатия соседних анкеров с целью исключения участков в кровле с растягивающими напряжениями. Область влияния установленного анкера в плоскости, перпендикулярной анкеру, распространяется в пределах 0,4-0,5 длины анкера, причем влияние анкера максимальное над шайбой и резко снижается в направлении от оси анкера.

4. Разработана методика расчета оседаний пород кровли с учетом уступной в плане формы выработки, размеров опережающей и последующей выработок, длины участка незакрепленной выработки, свойств пород кровли, а также времени эксплуатации выработки. Адекватность рассчитанных смещений пород кровли реальным оценена по результатам шахтных экспериментов, проведенных в подготовительных выработках шахты «Распадская» в Кузбассе. Установлено, что расхождение между вычисленными и измеренными смещениями пород кровли не превышает 15%.

5. Установлено, что устойчивость пород кровли в пределах передового призабойного участка выработки обеспечивается посредством установки временной анкерной крепи с плотностью менее плотности постоянной анкерной крепи в 1,2-1,3 раза, а плотность установки анкерной крепи в призабойной части подготовительной выработки увеличивается прямо пропорционально от ширины и длины этого участка и по степенной функции от времени поддержания пород кровли.

6. На основе рассчитанных по разработанной методике смещений пород кровли обоснованы следующие параметры паспорта крепления конвейерного штрека 3-1-7 шахты ОАО «Разрез «Сибиргинский»: длина опережающей выработки 10-20м, ширина 3-4м, плотность установки анкеров 1 анкер/м2. Расчетные параметры приняты в качестве базовых при проведении шахтных экспериментов.

7. По результатам шахтного эксперимента доказана работоспособность как комбинированной анкерной сталеминеральной крепи типа АСМ-3, так и сталеполимерной крепи на базе серийных анкеров А20В с закреплением их в шпурах полимерным составом в ампулах типа АП400У, обеспечивающих безопасные условия выемки угля и крепления кровли призабойного пространства до возведения постоянной крепи.

8. Для применения на шахтах Кузбасса рекомендуются следующие варианты технологических схем поэтапного крепления горных выработок с устойчивыми кровлями:

- с последовательным возведением временной анкерной крепи, как первого этапа крепления, по всей ширине выработки в трех выемочных циклах длиной до 5,0м в каждом с последующим возведением постоянной анкерной крепи;

- с разряженной схемой установки временной анкерной крепи в каждом выемочном цикле длиной до 5,0м и последующим возведением постоянной анкерной крепи на расстоянии от забоя не более длины проходческого комбайна.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Утиралов, Олег Александрович, Новосибирск

1. А.с. 22970, БИ №13. Анкер / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юр-ченко, О.А. Утиралов. 2002.

2. А.с. 22971, БИ №13. Анкер / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юр-ченко, О.А. Утиралов. 2002.

3. Авершин С.Г. О влиянии глубины разработки на процессы сдвижения и давления горных пород / С.Г. Авершин // Разработка угольных месторождений на больших глубинах: Сб. науч. тр. М.: Углетехиздат, 1995. - С.100-107.

4. Амусин Б.З. Об использовании переменных модулей для решения одного класса задач линейно наследственной ползучести / Б.З. Амусин, A.M. Линьков // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. - 1974. - №6. - С. 162-166.

5. Анкерная сталеполимерная крепь типа АСМ / В.А. Юрченко, О.А. Утиралов, В.И. Магдыч, В.В. Некрасов. Уголь. - 2003. - №1. - С.14-16.

6. Аппель П. Теоретическая механика, т.1 / П. Аппель. М.: ГИФМЛ, 1960.-515с.

7. Атрушкевич О.А. Научная оценка соответствия конструкций анкерной крепи горно-геологических условиям ее применения и обоснование комбинированных видов анкеров для большинства горно-геологических условий / О.А. Атрушкевич // Уголь, № 3, 2001. С.60-64.

8. Бабиюк Г.В. Определение параметров уплотнения пород кровли при активном силовом воздействии на них крепью /Г.В. Бабиюк, А.А. Леонов // Известия вузов. Горный журнал 2002. - №6. - С. 64-67.

9. Баклашов И.В. Механика подземных сооружений и конструкций крепей: Учебник для вузов / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1992. - 543с.

10. Баклашов И.В. Прочность незакрепленных горных выработок / И.В. Баклашов, К.В. Руппенейт. -М.: Недра, 1965. 104с.

11. Бесцеликовая технология ведения горных работ на шахтах / А.Ф. Бахтин, Ю.К. Батманов, Г.Г. Позняков и др. М.: ЦНИЭИуголь, 1980. - 339с.

12. Болотин В.В. Механика многослойных конструкций / В.В. Болотин. М.: Машиностроение, 1980. 376с.

13. Борисов А. А. Основные закономерности механических процессов / А.А. Борисов // Уголь. 1989. - №9. - С. 10-14.

14. Борисов А.А. Взаимодействие выработок при разработке свит пластов / А.А. Борисов. Л.: ЛГИ, 1980. - 95с.

15. Борисов А.А. Давление на крепь горизонтальных выработок / А.А. Борисов. -М.: Углетехиздат, 1948. -380с.

16. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов/ А.А. Борисов. -М.: Недра, 1980.-360с.

17. Борисов А.А. Расчет опорного давления вариационным методом. Физические процессы горного производства / А.А. Борисов, Н.Н. Кайдалов, ВТ. Лабазин // Межвузовский сборник. Л., ЛГИ. 1976. - № 3. - С.17-23.

18. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений / Н.С. Булычев. М.: Недра, 1994. - 270с.

19. Бурчаков А.С. Проектирование шахт Учебник для вузов / А.С. Бур-чаков, А.С. Малкин, М.И. Устинов; 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 246с.

20. Бурчаков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений / А.С. Бурчаков, Н.К. Гринько, А.Б. Ковальчук. М.: Недра, 1978. -312с.

21. Васильев В.В. Крепление горных выработок полимерно-композицион-ными материалами / В.В. Васильев // Уголь. 1998. - №4. -С.33-35.

22. Виттке В. Механика скальных пород (перевод с немецкого) / В. Виттке. -М.: Недра, 1990. -439с.

23. Власов В.З. Балки, плиты и оболочки на упругом основании / В.З. Власов, Н.Н. Леонтьев. М.: Физматгиз, 1960. - 492с.

24. Водянкин Н.Я. Методика определения рационального места проведения горных выработок / Н.Я. Водянкин // Уголь. 1989. - №4. - С.48-51.

25. Волошин В.А. Геомеханический прогноз устойчивости подготовительных выработок в зонахгеологических нарушений и повышенного горного давления; Автореф / СибГИУ. Новокузнецк, 2002. - 24с.: граф. - Библиогр.: с. 23 (11 назв).

26. Вопросы теории оптимального горного проектирования // Сб. науч. тр. ИПКОН АН СССР. - 1979. - 212с.

27. Воробьев Е.В. Опыт применения сталеполимерной анкерной крепи на шахтах АО Гуковуголь / Е.В. Воробьев, А.А. Привалов // Уголь. 1999. -№8.-С. 18-20.

28. Временная инструкция по применению в горных выработках анкерной крепи с закреплением быстротвердеющими химическими составами.- М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1972.- 114с.

29. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Кузнецкого бассейна. Прокопьевск: КузНИУИ, 1996. - 95с.

30. Вылегжанин В.Н. Адаптивное управление подземной технологией добычи угля / В.Н. Вылегжанин, З.И. Витковский, В.П. Потапов. Новосибирск: Наука, 1987. - 232с.

31. Вылегжанин В.Н. Применение анкерной крепи в неустойчивых выработках / В.Н. Вылегжанин, А.В. Ремезов, В.И. Дубровский // Сборник трудов КузНИУИ. 1990. - С.176-178.

32. Голик Н.Я. Современные технологии подземной разработки сложно-структурных месторождений / Н.Я. Голик // Горный журнал. 1989. - № 9. -С.25-29.

33. Горбачев Т.Ф. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках / Т.Ф. Горбачев, Г.Г. Штумпф, Б.И. Стрыгин. Новосибирск: Наука, 1972.-236с.

34. ГОСТ 310.1-76. Цементы. Методы испытаний. Общие положения. М.-2003.

35. Грицко Г.И. Экспериментально-аналитический метод определения напряжений в массиве горных пород / Г.И. Грицко, Б.В. Власенко. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1976. - 192с.

36. Громов Ю.В. Разработка мощных пологих пластов без оставления целиков угля / Ю.В. Громов, Н.Ф. Самойлов // Уголь. 1978. - №7. - С.30-34.

37. Гузеев А.Г. Основы проектирования и реконструкции шахт / А.Г. Гу-зеев. М.: Недра, 1972. - 256с.

38. Егоров П.В. Проявление горного давления в подготовительных выработках шахт Кузбасса и прогрессивные способы повышения их устойчивости / П.В. Егоров, В.Е. Ануфриев // Горный вестник. 1998. - №2. - С.42-50.

39. Ержанов Ж.С. Механизм инициирования динамических явлений в подготовительных забоях / Ж.С. Ержанов, Ю.А. Векслер, С.Б. Колоколов. -Алма-Ата: Наука, 1984.

40. Ержанов Ж.С. Ползучесть горных пород и ее влияние на напряженно-деформированное состояние сооружений. Автореф. док. дис. / КПИ. Кемерово -1962. - 42с.

41. Ержанов Ж.С. Сейсмонапряженное состояние подземных сооружений в анизотропном слоистом массиве / Ж.С. Ержанов, Ш.М. Литашев, Ж.К. Масанов. Алма-Ата: Наука, 1980.

42. Ержанов Ж.С. Теория ползучести горных пород и ее приложения / Ж.С. Ержанов. Алма-Ата: Наука, 1964. - 176с.

43. Жаров А.И. Влияние способа поддержания сопряжений лав со штреками на величину смещении пород кровли / А.И. Жаров // Уголь. 1976. -№1. - С.21-26.

44. Жихарев Н.Я. Состояние подготовительных выработок «Воркута-уголь» / Н.Я. Жихарев Н.Я. // Уголь. 1996. - № 6. - С.17-19.

45. Заславский Ю.З. Исследование геомеханических процессов вокруг горной выработки / Ю.З. Заславский // Уголь. 1987. - №6. - С.17-20.

46. Заславский Ю.З. Новые виды крепи горных выработок /Ю.З. Заславский, Е.Б. Дружко. М.: Недра, 1989. - 295с.

47. Зорин Н.Я. Использование горного давления при проведении горной выработки / Н.Я. Зорин // Горный журнал. 1989. - № 1. - С.40-44.

48. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. СПб., 2000. - 70с. (М-во топлива и энергетики РФ. Гос. науч.-исслед. ин-т геомех. и маркшейд. дела - Межотраслевой науч. центр ВНИМИ).

49. Калашников Н.Я. Рамно-анкерная крепь / Н.Я. Калашников // Горный журнал. 1997. -Ш-2.-С.17-21.

50. Козовой Г.И. Обоснование параметров концентрации горных работ на шахте "Распадская" / Г.И. Козовой, Ю.И. Морозов, А.М. Рыжов // Проблемы реструктуризации угледобывающих предприятий . Челябинск : НИИОГР. вып. 1 .- 1996 .- с. 3 - 7 .

51. Константинова Н.Я. Об оптимальном расположении выработки в слоистом массиве / Н.Я. Константинова // Горный журнал. — 1989. — № 10. С.41-44.

52. Кошелев Н.Я. Геомеханические параметры ремонта горных выработок / Н.Я. Кошелев // Уголь. 1987. - №7. - С.20-23.

53. Красильников Б.В. Конкурентоспособность угледобывающих предприятий на внутреннем рынке / Б.В Красильников., Г.С. Трушина. Кемерово: КузГТУ, 1996.-218с.

54. Красильников Б.В. Реструктуризация угольной отрасли Кузбасса. Конкурентные условия развития региона / Б.В. Красильников, В.Н. Сараев, О.В. Эйснер. Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996. - 236с.

55. Кузнецов Г.Н. Изучение проявлений горного давления на моделях / Г.Н. Кузнецов. -М.: Углетехиздат, 1959. -284с.

56. Кузнецов Г.Н. Механические свойства горных пород / Г.Н. Кузнецов. М.: Углетехиздат, 1947. - 179с.

57. Кузнецов Г.Н. Предельные состояния твердых горных пород с учетом пространственной ориентировки естественных поверхностей ослабления // Сб. науч. тр. ВНИМИ. Вып. ХЫП 1961 - С.207-214.

58. Кузнецов Г.Н. Экспериментальные методы исследования вопросов горного давления / Г.Н. Кузнецов // Совещание по управлению горным давлением: Сб. науч. тр. М.: Углетехиздат, 1948. - С.234-237.

59. Кузнецов М.В. Численное исследование процесса внезапного выдавливания разрабатываемого угольного пласта / М.В. Кузнецов, Н.С. Хамлова // Прикл. мех. и техн. физики. 1978. - №6. - С.129-136.

60. Кузнецов Т.Н. Моделирование проявлений горного давления / Т.Н. Кузнецов, М.Н. Будько, Ю.И. Васильев. J1., Недра, 1968.

61. Кузьмич Н.Я. Оценка устойчивости кровель пластовых горных выработок / HJL Кузьмич // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1988. - № 10. -С.38-43.

62. Лаврик В.Г. Взаимодействие геомеханических и газодинамических процессов при интенсивной обработке пологих и газоносных пластов /В.Г. Лаврик, С.Р. Ногих, М.И. Радиковский. Новокузнецк: АО УК «Кузнецк-уголь», препринт №57. - 1998. - 13с.

63. Лангольф Э.Л. Проблемы эффективности реструктуризации угольной промышленности Кузбасса / Э.Л. Лангольф, И.И. Вылегжанина, В.Г. Мази-кин. Кемерово: Кузбассвузиздат, 1997. -248с.

64. Либерман Ю.М. Естественное напряженное состояние массива горных пород / Ю.М. Либерман // Труды института ВНИИМТ. -1962, № 12. -С.41-48.

65. Максимов А.П. Упруго-пластичная устойчивость породного массива вокруг одиночной горной выработки / А.П. Максимов // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1988. - № 1. - С. 17-22.

66. Малышев Ю.Н. Анализ состояния техники и технологии добычи угля в России и за рубежом / Ю.Н. Малышев, B.C. Литвиненко // Уголь. 1995. -№7. - С.28-29.

67. Малышев Ю.Н. Реструктуризация угольной промышленности. (Теория. Опыт. Программы. Прогноз.) / Ю.Н. Малышев, В.Е. Зайденварг, В.М. Зыков. -М.: Компания «Росутоль», 1996. 536с.

68. Малышев Ю.Н. Современное состояние угольной промышленности России и стратегия её развития / Ю.Н. Малышев // Экономика угольной промышленности: Сб. науч. тр. Вып. 1. -М.: ЦНИЭИуголь, 1994. 45с.

69. Мельников Н.В. Теория проектирования горных предприятий / Н.В. Мельников // Научные основы проектирования горных предприятий: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1968. - С.5-12.

70. Мельников Н.И. Анкерная крепь / Н.И. Мельников,- М.:Недра,1980., С. 15-22.

71. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок / Н.И. Мельников. М.:НедраД972,- С. 17-25.

72. Методическое руководство по применению анкерной крепи на шахтах ЗАО УК «Южкузбассуголь» / С.Р. Ногих, П.В. Васильев, В.А. Волошин и др.; Под ред. В.Н. Фрянова. Новокузнецк: Изд-во ЗАО УК «Южкузбассуголь», 2002. - 47с.

73. Мурашов В.И. Изучение устойчивости пород кровли в условиях шахт Кузбасса / В.И. Мурашов, В.Е. Куприн, А.И. Петров // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. М.: ЦНИЭИуголь, 1972. - 235с.

74. Мусин А.Ч. К вопросу изучения устойчивости кровли выработанного пространства и опорных целиков на Джезказганском месторождении // Производительные силы центрального Казахстана: Сб. науч. тр. Алма-Ата. - 1959. - С.111-135.

75. Мучник B.C. Подземная гидравлическая добыча угля / B.C. Мучник, Э.Б. Голланд, М.Н. Маркус. М.: Недра, 1986. - 223с.

76. Назаренко Н.Я. О проявлении горного давления в подготовительных выработках / Н.Я. Назаренко // Уголь. 1989. - №6. - С.13-18.

77. Немов В.И. Проектирование крепей штреков для условий шахт Кузбасса / В.И. Немов, В.Е. Зайденварг // Уголь. 1979. - №7. - С.27-28.

78. Новиков Э.А. Минерально-сырьевой потенциал. Освоение и рациональное использование / Э.А. Новиков, И.Я. Блехцин. М.: Недра, 1987. -376с.

79. Ногих G.P. Разработка элементов и обоснование параметров технологии отработки пологих и наклонных пластов в сложных природных условиях Кузбасса: Автореф. / ИУУ СО РАН. Кемерово, 1993. - 25с.

80. Ногих С.Р. Совершенствование опыта сохранения выемочных штреков для их повторного использования / С.Р. Ногих, К.Д. Лукин, В.Н. Фрянов // Уголь. 1993. - №7. - С.14-16.

81. Охрана подготовительных выработок без целиков / Н.П. Бажин, В.В. Райских, Ю.В. Волков и др. М.: Недра, 1975. - 269с.

82. Пат. 2204536, БИ №14. Способ получения расширяющейся цементной смеси / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, О.А. Утиралов. -2003.

83. Пат. 2205959, БИ №16. Закрепитель анкеров минеральный патронированный и способ его получения / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, О.А. Утиралов. 2003.

84. Пат. 2205960, БИ №16. Анкерная крепь / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, О.А. Утиралов. 2003.

85. Пат. ФИПС № 2001125180/03. Расширяющаяся цементная смесь / В.И. Магдыч, В.К. Новосадов, В.А. Юрченко, О.А. Утиралов. № 027056 от 12.10.2003. -2003г.

86. Пат. ФИПС №2004117414/22. Анкерная крепь / В.А. Юрченко, В.И. Магдыч, А.В. Мишнев, А.Г. Пирожков, В.В. Радашкевич, О.А. Утиралов. -№ 44350 от 09.07.2004. 2004.

87. Пахомов В.П. О разработке экономического механизма функционирования угледобывающего производства в период перехода к рыночным отношениям / В.П. Пахомов // Вестник ГМС АЕН РФ: Сб. науч. тр. М.: ГМС АЕНРФ, 1993. - С.77-82.

88. Перспективы развития анкерного крепления на шахтах Ленинского рудника / Ю.А. Шевелев, А.В. Ремезов, В.П. Зубарев, В.Г. Харитонов // Уголь. -2000.-№7.-С.31-33.

89. Петренко Е.В. Современные тенденции тоннелестроения и освоения подземного пространства / Е.В. Петренко, Б.И. Федунец // Горный вестник. -1998. №2. - С.41-45.

90. Поздин Н.Я. Управление напряженным состоянием массива в тектонических нарушениях / Н.Я. Поздин // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1989. №8. С.26-30.

91. Попов Г.Н. Аналитическое определение коэффициента прочности трещиноватого целика / Г.Н. Попов, П.Д. Маркин // Изв. вузов. Геология и разведка. -1968. -№1. С. 11-17.

92. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 11 / Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.-296с.

93. Правила охраны сооружении и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. СПб., 1998.-291с. (Минтопэнерго РФ .РАН. Гос. НИИ горн, геомех и маркшейд. дела)

94. Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок при бесцеликовой отработке угольных пластов. Л.: ВНИМИ, 1985. - 143с.

95. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю.Н. Ра-ботнов. -М.: Наука, 1979. -744с.

96. Расчет крепи и охрана целиков подготовительных выработок / П.В. Егоров, А.Е. Клыков, О.С. Курзанцев и др. М.: Недра, 1995. - 126с.

97. Рева В.Н. Поддержание горных выработок / В.Н. Рева, О.И. Мельников, В.В. Райский. М.: Недра, 1995. - 270с.

98. Рыжов А.М. Основные этапы создания эффективной адаптивной технологической системы шахты / A.M. Рыжов, И.И. Волков, Ю.И. Морозов // Челябинск: НИИОГР. вып.2. Рекпол, 1997,- С.44 - 46

99. Рыжов А.М. Повышение интенсивности горного производства на базе гибких технологических систем угольной шахты. Автореф. док. дис. / МГГУ М. - 1999 - 41с.

100. Самородов Б.Н. Опыт крепления горных выработок сталеполимер-ными анкерами / Б.Н. Самородов, В.П. Марысюк, Ю.Н. Наговицын // Горный журнал. -2001. №4. С.29-31.

101. Системы анкерного крепления с минеральной основой / В.И. Ма-гдыч, В.А. Юрченко, В.К. Новосадов, О.А. Утиралов // ТЕК и ресурсы Кузбасса. №4.-2001. - С. 96-99.

102. СНиП 2.0301-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М,2001.

103. Технико-экономические показатели работы угольных шахт ОАО УК «Кузнецкуголь» на период 1990-2000гг. Новокузнецк: Препринт ЗАО «УК «Южкузбассуголь», 2000.

104. Тимошенко С.П. Пластины и оболочки / С.П. Тимошенко, С. Вой-новский- Кригер. М.: Физматгиз, 1963. - 635с.

105. Типовые материалы для проектирования крепления горных выработок анкерной крепью. М.: Центрогипрошахт, 1995. - 87 с.

106. Управление геомеханическими процессами при отработке угольных пластов короткими забоями / В.Н. Фрянов, П.В. Егоров, В.А. Ковалев, В.Д. Славников. Кемерово: Академия горных наук, - 1999. - 110с.

107. Утиралов О.А. Анкерная крепь на основе минеральных композиционных материалов / О.А. Утиралов, В.И. Клишин // Сб. трудов П межд. конф. «Динамика и прочность горных машин». Т. 1, Новосибирск, 2003. -С. 140-145.

108. Утиралов О.А. Комплексное использование сырьевых ресурсов, получаемые в результате добычи и переработки угля / О.А. Утиралов // Сб. трудов II межд. конф. «Динамика и прочность горных машин». Т. 1, Новосибирск, 2003г.-С.100-103

109. Фармер Я. Выработки угольных шахт: Пер. с англ. Е.А. Мельниковой / Я. Фармер. М.: Недра, 1990. - 269с.

110. Федоров Н.Я. Оценка устойчивости горной выработки / Н.Я. Федоров // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1987. - № 1. - С.18-23.

111. Фрегер Г.Е. Спирально-армированные композитные анкера / Г.Е. Фрегер, А.В. Джигрин, В.П. Тациенко. Уголь. - 2001. - С.6-30.

112. Фрянов В.Н. Исследование проявлений горного давления при отработке угольных пластов короткими забоями без крепления / В.Н. Фрянов. М.: ЦНИЭИуголь, 1969.

113. Фрянов В.Н. Исследование сдвижения горных пород и земной поверхности в условиях Байдаевского гидрорудника / В.Н. Фрянов // Технология добычи угля подземным способом: Сб. науч. тр. 1969. - №5 (29). - С.21-26.

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

115. Халимендик Н.Я. Геомеханические процессы вокруг одиночной горной выработки / Н.Я. Халимендик // Уголь. 1995. - №10. - С.6-11.

116. Чавкин А.И. Причины, динамика коррозионного износа и прогноз срока службы анкерной крепи в условиях коррозионно-активной среды / А.И. Чавкин // Уголь, № 3, 2004. С.15-16.

117. Черняк И.Л. Влияние сопротивления крепи на устойчивость при-сечных выработок / Черняк И.Л. // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1988.- № 9. С.34-39.

118. Черняк И.Л. Повышение устойчивости подготовительных выработок / И.Л. Черняк. М.: Недра, 1993. - 326с.

119. Черняк И.Л. Управление состоянием массива горных пород / И.Л. Черняк, С .А. Ярунин. М.: Недра, 1995. - 248с.

120. Штумпф Г.Г. Крепление и поддержание горных выработок / Г.Г. Штумпф, П.В. Егоров, А.В. Лебедев. М.: Недра, 1993. - 86с.

121. Штумпф Г.Г. Охрана подготовительных выработок без оставления целиков угля / Г.Г. Штумпф, В.Е. Зайденварг // Уголь. 1977. - №2. - С.19-22.

122. Штумпф Г.Г. Повышение безопасности горных выработок при их креплении анкерной крепью / Г.Г. Штумпф, П.В. Егоров, А.Г. Шендрыгин // Безопасность труда в промышленности, № 2, 2002. С.30-32.

123. Штумпф Г.Г. Физико-механические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна // Г.Г. Штумпф, Ю.А. Рыжков, В.А. Шаламанов, А.И. Петров. М.: Недра, 1994. - 447с.

124. Юрченко В.А. Обоснование параметров и разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей: Автореф. / ИГД СО РАН. Новосибирск, 2004. - 21с.

125. Юрченко В.А. Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей. Препринт №46 / В.А. Юрченко, О.А. Утиралов, В.И. Магдыч. -Новосибирск: ИГД СО РАН, 2004. 51с.