Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование ресурсосберегающей технологии отработки крутонаклонных и крутых мощных угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование ресурсосберегающей технологии отработки крутонаклонных и крутых мощных угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама"



На правах рукописи

Као Куок Вьет

ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ КРУТОНАКЛОННЫХ И КРУТЫХ МОЩНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В УСЛОВИЯХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАО ХЕ ВЬЕТНАМА

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая

и строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ- 2015

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Зубов Владимир Павлович

Официальные оппоненты:

Мельник Владимир Васильевич доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Горный институт, кафедра «Подземная разработка пластовых месторождений», заведующий кафедрой

Семенцов Вячеслав Владимирович кандидат технических наук, АО «ВостНИИ», лаборатория Горной геомеханики, заведующий лабораторией

Ведущая организация - ОАО «ГИПРОШАХТ»

Защита диссертации состоится 11 июня 2015 г. в 13 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. 1171а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 10 апреля 2015 г.

Учёный секретарь ^¡^Н^ СИДОРОВ

диссертационного совета Дмитрий Владимирович

РОССИЙСКАЯ j i ОГУДЛ|'С7В1-ННАЯ ; БИБЛИОТЕКА j 20 15_

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Выполнение государственных планов по добыче угля во Вьетнаме в значительной степени зависит от эффективности дальнейшего промышленного освоения потенциала Куангниньского угольного бассейна. К числу наиболее освоенных и перспективных месторождений данного бассейна относится месторождение Мао Хе с запасами энергетических углей более 380 млн. т. Повышение экономической эффективности отработки этих запасов и снижение эксплуатационных потерь высококачественных углей сдерживается сложными горно-геологическими условиями залегания угольных пластов, что требует постоянного совершенствования технологий ведения горных работ.

Большой вклад в создание ресурсосберегающих экономически эффективных технологий отработки угольных пластов в сложных горно-геологических условиях внесли: Акимов А.Г., Арсенов Н.С., Байконуров O.A., Балах Р.В., Барсуков И.И., Бахурин И.М., Викторов С.Д., Гусев В.Н., Мельник В.В., Дробот Б.П., Ефимов В.И., Зе-мисев В.Н., Зубов В.П., Кузнецов C.B., Казанин О.И., Монтяно-ва А.Н., Орлов Г.В., Поклад Г.Г., Рыжков Ю.А., Хомяков В.И., Шевя-ков Л.Д., Яковлев Н.И., Hudson J.A. и другие исследователи.

Вместе с тем недостаточно изученными в настоящее время являются вопросы, связанные с выемкой мощных крутых пластов под охраняемыми объектами, расположенными на земной поверхности. По данной причине на месторождении Мао Хе законсервирована отработка не менее 23 млн. т высоколиквидных антрацитов.

Цель работы. Разработка технологии выемки мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе, позволяющей уменьшить потери угля и влияние горных работ на охраняемые объекты, расположенные на земной поверхности.

Идея работы. Для снижения эксплуатационных потерь угля и снижения отрицательного влияния горных работ на охраняемые объекты, расположенные на земной поверхности, необходимо мощные крутые пласты отрабатывать наклонными слоями с выемкой полосами по простиранию с полной закладкой выработанного пространства.

Основные задачи исследований:

1. Исследование специфики горно-геологических условий отработки мощных крутых угольных пластов Куангниньского бассейна.

2. Оценка возможности использования известных технологий для отработки мощных крутых угольных пластов Куангниньского бассейна.

3. Исследование влияния отработки мощных крутых пластов с закладкой и без закладки выработанного пространства на деформации земной поверхности.

4. Разработка ресурсосберегающей технологии, позволяющей производить отработку мощного крутого пласта без опасных деформаций земной поверхности.

Методы исследований. Комплексный метод исследований, включающий обобщение практического опыта подземной разработки месторождений мощных крутых угольных пластов; численное моделирование напряжённо-деформированного состояния подрабатываемого горного массива и земной поверхности для типовых горнотехнических ситуаций с использованием метода конечных элементов; аналитические исследования влияния параметров системы разработки пласта на величину активного давления закладочного массива на ограждающие крепи; технико-экономическую оценку разработанной технологии.

Научная новизна:

- установлено, что при использовании технологий отработки мощных крутых пластов с закладкой выработанного пространства характер и степень деформирования земной поверхности зависит в основном от величин опускания труднообрушающихся пород кровли при их обрушении;

- установлена зависимость активного давления закладочного материала на ограждающую крепь при использовании рекомендуемой технологии от величины угла между закладочным массивом и линией падения пласта.

Основные защищаемые положения:

1. Ресурсосберегающая и безопасная отработка мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов, в кровле которых залегают труднообрушающиеся породы, под охраняемыми объектами

4

на поверхности в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама возможна при использовании технологий, включающих слоевую систему разработки пласта с выемкой полосами по простиранию и полную закладку выработанного пространства.

2. Существенное повышение технико-экономических показателей очистных работ (на 20-30% и более) при слоевых системах разработки с выемкой полосами по простиранию достигается при расположении закладочного массива под углом к горизонтальной плоскости. Для условий шахт месторождения Мао Хе предельно допустимые значения величины указанного угла составляют 60-65°.

3. При использовании рекомендуемой технологии отработки мощного крутого пласта, в кровле которого залегают труднообру-шающиеся породы, исключение отрицательного влияния очистных работ на подрабатываемые объекты, расположенные на земной поверхности, достигается при полной закладке выработанного пространства материалами, конечная усадка которых не превышает допустимых опусканий земной поверхности.

Практическая значимость работы:

1. Сделан вывод о недопустимости отработки мощных крутопадающих угольных пластов с полным обрушением кровли под объектами, расположенными на земной поверхности, при залегании над пластом труднообрушающихся пород.

2. Разработана технология экономически эффективной и безопасной выемки мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций обеспечивается использованием современных методов исследований; большим количеством данных, проанализированных при проведении исследований; удовлетворительной сходимостью результатов численного моделирования состояния подрабатываемого массива горных пород и данных шахтных наблюдений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры разработки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и научно-технических советах шахт, отрабатывающих месторождение Мао Хе.

5

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследований, выполнен анализ состояния изученности вопроса, разработана методика и проведено численное моделирование состояния массива вмещающих пород, сформулированы основные защищаемые положения и выводы.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 4 печатных работах, из них 3 - в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 143 страницы состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 80 источников, включает 52 рисунка и 19 таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н., проф. В.П. Зубову за помощь в определении общей идеи работы и интерпретации полученных данных, сотрудникам кафедры разработки месторождений полезных ископаемых за ценные замечания при выполнении работы, инженерно-техническим работникам шахты «Мао Хе» за оказанную помощь при проведении шахтных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрена актуальность работы, сформулированы цель исследования, его идея и задачи.

Первая глава диссертации посвящена анализу состояния и перспектив развития подземной угледобычи в Куангниньском угольном бассейне Вьетнама.

Во второй главе выполнено обобщение практического опыта отработки мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов с управлением кровлей полным обрушением на шахтах Вьетнама. Произведена оценка возможности применения известных технологий отработки мощных крутых пластов с закладкой выработанного пространства на шахтах месторождения Мао Хе.

В третьей главе приведены результаты численного моделирования с использованием метода конечных элементов состояния подрабатываемого массива горных пород и земной поверхности при отработке пласта у9Ь(44Ь) в условиях шахты «Мао Хе» наклонными слоями с выемкой полосами по простиранию.

6

В четвертой главе приведена рекомендуемая технология отработки крутонаклонных и крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства в условиях шахты «Мао Хе». Определены основные параметры рекомендуемой технологии. Произведена оценка экономической эффективности её реализации.

В заключении приведены основные выводы по работе.

Основные результаты исследований отражены при доказательстве следующих защищаемых положений:

1. Ресурсосберегающая и безопасная отработка мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов, в кровле которых залегают труднообрушающиеся породы, под охраняемыми объектами на поверхности в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама возможна при использовании технологий, включающих слоевую систему разработки пласта с выемкой полосами по простиранию и полную закладку выработанного пространства.

Выполнение перспективных планов по добыче угля во Вьетнаме в значительной степени зависит от эффективности дальнейшего промышленного освоения потенциала Куангниньского угольного бассейна с запасами энергетических углей более 4,1 млрд. т. Из 6-ти крупных месторождений этого бассейна наиболее освоенным и перспективным является месторождение Мао Хе с запасами антрацитов более 380 млн. т. К числу «резервов» данного месторождения относятся хорошо разведанные, но не отрабатываемые в настоящее время запасы угля, расположенные под охраняемыми объектами на поверхности (Рисунок 1). Более 58% этих запасов сосредоточено в мощных угольных пластах с углами падения более 45°.

Горно-геологические условия залегания продуктивных пластов месторождения Мао Хе относятся к сложным: мощности пластов составляют 0,8-21 м; углы падения пластов достигают 80°, породы почвы и кровли склонны к размоканию; в кровле пластов залегают мощные прочные слои песчаников; имеются дизъюнктивные геологические нарушения.

В настоящее время на шахтах Куангниньского бассейна при отработке мощных крутых пластов применяют в основном технологии с управлением кровлей в очистных забоях полным обрушением. Данные технологии характеризуются: значительными потеря-

7

ми углей ценных марок, достигающими 50-60% и более; повышенной опасностью самовозгорания угля в выработанном пространстве, а, следовательно, и повышенной опасностью возникновения подземных пожаров; высокой степенью опасности труда при ведении очистных работ; значительными разрушениями подрабатываемого горного массива и неравномерными опусканиями земной поверхности в пределах мульд сдвижения. При отработке крутых пластов, в висячих боках которых залегают мощные слои труднообрушаю-щихся пород, с управлением кровлей полным обрушением фактические опускания поверхности достигают 2-3 м, а углы наклона границ мульды сдвижения - 60-70°.

Рисунок I - Распределение запасов месторождения Мао Хе под объектами различного назначения

На рисунке 2 изображен график вертикальных смещений на уровне земной поверхности при отработке пласта У9Ь(44Ь) в условиях шахты Мао Хе с использованием технологии с полным обрушением кровли. Глубина залегания пласта У9Ь(44Ь) от поверхности составляет 350 м, его мощность -7 м, угол падения - 66°. В кровле пласта залегает слой труднообрушаемого песчаника мощностью 8-25 м. Синяя линия - вертикальные смещения поверхности после отработки 1-го этажа, красная линия - после отработки 2-го этажа. Черными вертикальными линиями показаны контуры проекции выработанных пространств этажей на земную поверхность. На графике видны зоны резкого изменения величин вертикальных смещений, что соответствует наличию на поверхности техногенных нарушений типа сбросов. Амплитуда сбросов равна 0,5-0,9 м, а максимальные оседания поверхности составляют около 2,45 м. Для рассматривае-

мого случая основные параметры мульды сдвижения земной поверхности характеризуются следующими величинами: горизонтальные деформации ех от -0,13 до +0,19; вертикальные деформации еу

-на 1 этапе разработки——на 2 этапе разработки-контуры этажей

Рисунок 2 - Профиль вертикальных смещений 8У земной поверхности в результате выемки пласта У9Ь(44Ь) с полным обрушением кровли в выработанном

пространстве

Указанные величины значительно превышают соответствующие предельные показатели деформаций для промышленных зданий, инженерных сооружений и коммуникаций. При таких параметрах мульды сдвижения подработка охраняемых объектов на поверхности с использованием технологий с управлением кровлей в очистных забоях полным обрушением связана с повышенной опасностью, а в большинстве случаев практически невозможна. Использование технологий, основанных на системах разработки короткими забоями, характеризуется значительными эксплуатационными потерями угля в целиках, достигающими 55-65%. Такие невосполнимые потери угля ликвидных марок являются неприемлемыми во Вьетнаме по фактору «ресурсосбережение».

Выполненные исследования показали, что в условиях месторождения Мао Хе отработку запасов мощных крутых пластов, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, реально

возможно осуществить при использовании рекомендуемой технологии (Рисунок 3), существенными признаками которой являются: деление пласта на наклонные слои; последовательная отработка слоев в восходящем порядке; отработка слоев полосами по простиранию пласта с расположением закладочного массива под определенным углом (3 к линии простирания пласта; отработка полос в восходящем порядке от откаточного к вентиляционному горизонту; полная закладка выработанного пространства.

АН— СечеииеА-А

Рисунок 3 - Принципиальная схема рекомендуемой системы разработки: 1,2- соответственно этажные вентиляционный и откаточный штреки;

3, 4 - соответственно этажные вентиляционный и откаточный квершлаги;

5 - восстающий; 6 - слоевой вентиляционный штрек;

7 - слоевой транспортный штрек; 8 - скат В зависимости от прочностных и деформационных характеристик угля и пород кровли пласта угол (3 между линией очистного забоя и линией простирания пласта изменяется от 60-65° до 90°.

При использовании рекомендуемой технологии по мере прохождения лавой расстояния, равного шагу закладки, на границе выработанного пространства возводят ограждающую крепь по линии, расположенной под углом р к линии простирания пласта. В выработанное пространство между рядами ограждающей крепи подается закладочный материал с коэффициентом усадки, при котором создаются условия для безопасной отработки мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе под охраняемыми объектами на земной поверхности.

2. Существенное повышение технико-экономических показателей очистных работ (на 20-30% и более) при слоевых системах разработки с выемкой полосами по простиранию достигается при расположении закладочного массива под углом к горизонтальной плоскости. Для условий шахт месторождения Мао Хе предельно допустимые значения величины указанного угла составляют 60-65°.

Рекомендуемая технология (Рисунок 3) характеризуется дополнительными затратами, связанными с закладкой выработанного пространства. Снизить отрицательное влияние закладочных работ на экономические показатели работы шахты при использовании рекомендуемой технологии реально возможно при увеличении нагрузки на очистной забой и снижении издержек производства. Нагрузка на очистной забой зависит в основном от длины лавы. С увеличением длины лавы объемы добычи из нее практически пропорционально возрастают. Вместе с тем увеличение длины очистного забоя приводит к существенному увеличению давления закладочного массива на крепь ограждения, что приводит к существенному росту затрат на ее возведение.

В разработанной технологии рекомендуется закладочный массив располагать под определенным углом |3 (Рисунок 3) к горизонтальной плоскости. Этим достигается два положительных эффекта: при заданной ширине полосы появляется возможность увеличить длину лавы и снизить давление закладочного массива на крепь ограждения.

Давление на элементарную площадку определяется массой находящегося над ней закладочного материала с вертикальным вектором давления. В классических решениях (Ш. Кулона и др.) при расчетах активного давления на ограждающие стенки исходят из предположения, что противоположная ограждающая стенка находится на бесконечно большом удалении от первой стенки и не влияет на распределение исследуемых давлений. При использовании рекомендуемой технологии (Рисунок 3) шаг закладки ограничен и, как правило, находится в диапазоне от 5-6 до 12-15 м. Могут создаваться производственные ситуации, в которых верхнее ребро призмы сползания закладочного массива будет меньше шага закладки (Рисунок 4, а),

а также когда верхнее ребро призмы сползания закладочного массива будет больше шага закладки (Рисунок 4, 6). В первом из указанных случаев давление на ограждающую крепь характеризуются максимальными значениями.

Рисунок 4 - Расчетные схемы для определения активного давления закладочного материала на ограждающую крепь при использовании рекомендуемой технологии: I - вентиляционный слоевой штрек; 2 - транспортный слоевой штрек; 3 - ограждающая стенка; 4 - закладочный материал; 5 - призма сползания

Методика расчета активного давления закладочного массива на ограждающую крепь заключается в следующем. Вначале (Рисунок 5) определяется длина верхнего ребра призмы сползания закладочного массива АС, которая сравнивается с шагом закладки г. Затем с учетом соотношения величин г и Lac рассчитывается активное давление Еа на ограждающую крепь: При Lac < г

Е _yHLAc sin(Э-р) т/м. (1)

" 2 sin а sin(i9 + y/-p)

При Lac> г

Еа = J^_2.r.LAC-r2 sin (Э-р) ? t/Mj (2)

2sinar Lac sin(i9 + ^-p) где: H - вертикальная высота полосы, м; 9 - угол, определяющий плоскость сползания, градус; р - угол внутреннего трения сыпучего тела, градус; у - плотность сыпучего тела т/м3; а - угол паде-

трения закладочного материала, градус; фо - угол трения грунта по ограждающей стенке; е - угол между вертикальной плоскостью и ограждающей стенкой, градус; 0 - угол наклона верхнего ребра призмы сползания с горизонтом

На рисунке 6 в качестве примера характера полученных результатов приведена номограмма, использование которой позволяет определить величину активного давления сыпучего закладочного материала на ограждающую крепь при шаге закладки г = 6 м.

Изменение угла |3 (Рисунок 4) от 90° до 60-65° при высоте полосы равной 15 м приводит к уменьшению активного давления закладочного массива из сыпучих материалов на крепь ограждения более чем в два раза. Пропорционально снижаются и затраты на возведение ограждающей крепи. При этом нагрузка на очистной забой, связанная с увеличением длины лавы, возрастает на 20-35 %.

на ограждающую крепь при шаге закладки г = 6 м

3. При использовании рекомендуемой технологии отработки мощного крутого пласта, в кровле которого залегают труднообрушающиеся породы, исключение отрицательного влияния очистных работ на подрабатываемые объекты, расположенные на земной поверхности, достигается при полной закладке выработанного пространства материалами, конечная усадка которых не превышает допустимых опусканий земной поверхности.

Доказательство данного положения основано на результатах исследований численными методами на основе метода конечных элементов состояния земной поверхности и вмещающего массива при их подработке (Рисунок 7). При этом под состоянием земной

поверхности понимается совокупность смещений и деформаций по профилю дневной поверхности, а под состоянием массива горных пород - совокупность компонент смещений, деформаций и напряжений в области, охватываемой влиянием горно-добычных работ на рассматриваемом пласте.

Рисунок 7 - Блок-схема алгоритма проведения исследований напряженно-деформированного состояния земной поверхности и подрабатываемого массива

Исследования проведены для моделей двух типов. В моделях первого типа предполагалось полное отсутствие закладки на отрабатываемых этажах. Данные модели отражают наиболее худшую ситуацию, при которой деформации в анализируемых областях максимальные. На моделях второй группы варьировались свойства закладочного массива.

Результаты численного моделирования состояния вмещающего массива и земной поверхности показали, что обрушения мощных слоев труднообрушающихся пород, залегающих в кровле пласта, происходит крупными блоками, ограниченными поверхностями смещения (геологическими нарушениями). Образовавшиеся блоки и вышерасположенные породы перемещаются практически как единое целое. При таком механизме обрушения практически не происходит разрыхления массива, расположенного выше слоя труднообрушающихся пород. Соответственно, отсутствует подбучивание вышележащих слоев. Сдвижения на земной поверхности проявляются в виде явно выраженных локализованных сдвигов (сбросов), а не плавных опусканий на больших площадях.

Применение закладки выработанного пространства позволяет уменьшить амплитуды смещений, вертикальные и горизонтальные деформации, наклоны и кривизну в 8-10 раз. Так, при отработке пласта У9Ь(44Ь) максимальные оседания земной поверхности на момент окончания отработки составляют около 0,43 м (Рисунок 8).

Результаты исследований влияния коэффициента усадки закладочного массива на величины максимальных оседаний земной поверхности при отработке пласта У9Ь(44Ь) обобщены на рисунке 9.

Принимая во внимание высокую стоимость работ по закладке выработанного пространства, экономически рациональные прочностные и деформационные параметры закладочного материала, полноту закладки выработанного пространства и допустимую усадку закладочного массива необходимо определять в зависимости от значимости объектов на поверхности и пороговых значений допустимых деформаций для этих объектов, при превышении которых объекты теряют свою устойчивость.

на 1 этапе разработки — на 2 этапе разработки-контуры этажей

Рисунок 8 - Профиль вертикальных смещений 8У земной поверхности в результате выемки пласта У9Ь(44Ь) с полной закладкой выработанного пространства

Рисунок 9 - График зависимости максимальных оседаний земной поверхности от коэффициента усадки закладочного массива для условий отработки пласта

У9Ь(44Ь)

В качестве основного вида закладки выработанного пространства при разработке мощных крутонаклонных и крутых пластов под объектами, расположенными на поверхности, рекомендуется гидравлическая закладка выработанного пространства. В качестве закладочных материалов при гидравлической закладке в условиях

Вьетнама могут быть использованы пески, гранулированные шлаки, отходы обогатительных фабрик, породы отвалов (песчаники, аргиллиты, алевролиты). Максимальный эффект по фактору «усадка закладочного массива» достигается при использовании песка, а также песчано-породных смесей с объемным содержанием песка, соответствующим полному заполнению пор между кусками дроблёной породы (25-35%).

Научное сопровождения мероприятий, связанных с внедрением рекомендуемой технологии (Рисунок 3) на шахтах месторождения Мао Хе, необходимо вести по следующим основным направлениям: создание систем мониторинга деформаций земной поверхности и охраняемых объектов на различных стадиях их подработки; обоснование областей экономически эффективного применения различных материалов для закладки выработанного пространства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты проведенных исследований:

1. Выполнение перспективных планов по добыче угля во Вьетнаме в значительной степени зависит от эффективности дальнейшего промышленного освоения потенциала Куангниньского угольного бассейна с запасами энергетических углей (антрацитов) более 4,1 млрд. т. К числу наиболее освоенных и перспективных месторождений Куангниньского угольного бассейна относится месторождение Мао Хе с запасами антрацитов более 380 млн. т.

2. Отработка более 23 млн. т высоколиквидных антрацитов месторождения Мао Хе, расположенных под объектами на земной поверхности, законсервирована, что связано с отсутствием экономически эффективных технологий, исключающих опасные деформации данных объектов при их подработке.

3. К числу факторов, осложняющих отработку угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе, относятся: более 58% запасов сосредоточено в мощных угольных пластах с углами падения 45-80°; в кровле пластов залегают прочные слои песчаников; наличие дизъюнктивных геологических нарушений.

4. Безопасная отработка под охраняемыми объектами крутопадающих и крутых пластов, в кровле которых залегают мощные слои прочных труднообрушающихся пород, в условиях месторождения Мао Хе практически невозможна из-за повышенных деформаций земной поверхности. Опускания земной поверхности достигают 2-3 м, углы наклона границ мульды сдвижения - 60-70°. Процесс деформирования подрабатываемой толщи проявляется в виде явно выраженных периодических сдвигов земной поверхности.

5. Мощные труднообрушающиеся породы, залегающие в кровле пласта при их подработке разрушаются на блоки, которые опускаются практически как единое целое с вышерасположенными породами. При таком механизме обрушения практически не происходит разрыхления подрабатываемого массива горных пород, а, следовательно, отсутствует подбучивание вышележащих слоев обрушившимися нижерасположенными слоями.

6. Экономически эффективная и безопасная отработка мощных крутых пластов под охраняемыми объектами на поверхности в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама возможна при использовании технологической схемы, включающей: разделение пласта в пределах этажа на наклонные слои; выемку слоев в восходящем порядке полосами по простиранию; расположение закладочного массива под углом 60-65° к горизонтальной плоскости; полную закладку выработанного пространства материалами, конечная усадка которых не превышает предельно допустимых опусканий земной поверхности.

7. Расположение закладочного массива под углом 60-65° к горизонтальной плоскости при использовании рекомендуемой технологической схемы позволяет увеличить длину очистного забоя, снизить давление закладочного массива на оградительную крепь в 1,5-2 раза, повысить безопасность очистных работ.

8. В качестве закладочных материалов в условиях Вьетнама могут быть использованы пески, гранулированные шлаки, отходы обогатительных фабрик, породы отвалов (песчаники, аргиллиты, алевролиты). Максимальный эффект по фактору «усадка закладочного массива» от закладочных работ достигается при использовании песка, а также песчано-породных смесей с объемным содержанием

19

песка, соответствующим полному заполнению пор между кусками дроблёной породы (25-35%).

9. Вертикальные максимальные смещения земной поверхности при отработке с использованием рекомендуемой технологии в условиях шахты «Мао Хе» пласта v9b(44b), в кровле которого залегают труднообрушающиеся породы, составляют: 0,2 м - при отработке первого этажа; 0,43 м - при отработке второго этажа.

10. При залегании над мощным крутопадающим угольным пластом труднообрушающихся пород его отработка с полным обрушением кровли под объектами, расположенными на земной поверхности, недопустима по фактору «сохранение поверхностных сооружений».

11. Использование рекомендуемой технологии позволяет только в условиях месторождения Мао Хе экономически эффективно и безопасно отработать не менее 13 млн. т высоколиквидных антрацитов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Као Куок Вьет. Перспективы совершенствования технологий подземной разработки угольных пластов на шахтах Вьетнама/ Као Куок Вьет, В.П. Зубов // Записки Горного института. - СПб, 2014.-Том 207.-С. 46-49.

2. Зубов В.П. Практический опыт использования систем разработки мощных крутых пластов в условиях бассейна Куанг Нинь / В.П. Зубов, Као Куок Вьет // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -М„ 2015. - №2. - С. 10-14.

3. Зубов В.П. Оценка процессов сдвижения горных пород при отработке крутого пласта на основе метода конечных элементов / В.П. Зубов, Е.Р. Ковальский, Као Куок Вьет // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал).-М„ 2015.-№2.-С. 15-19.

4. Viet C.Q. Need of development of technological mining in the coalseams with backfill in Vietnam // Scientific reports on resource Issues. - 2013. - Volume I parti (International University of Resources).-?. 126-129.

РИЦ Горного университета. 08.04.2015. 3.248. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

1 5--5 4 06

2012477534

2012477534