Євдокімова Віра Петрівна. Обґрунтування і розробка способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів

brief description

Євдокімова Віра Петрівна. Обґрунтування і розробка способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів : Дис... канд. наук: 05.26.01 2008

Євдокімова В.П. «Обґрунтування і розробка способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів». - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 «Охорона праці». Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ). Макіївка, 2007 р.
Установлено, що ефективність захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів (ЕВН) визначається характеристиками захисного і розроблюваного пластів, породних шарів міжпластя. Вплив порід міжпластя характеризується величиною їх відносної деформації, що визначається за розробленою методикою на ПК.
Розроблено двомірну статистичну модель, яка представляє чіткий розподіл багатовимірних об'єктів дослідження на три області: з відсутністю або неефективним захистом і захищеною. Розроблено спосіб визначення ЕВН для практичного використання на вугільних пластах України. Класифікація пластів за ступенем захисту здійснюється на основі аналітичних імовірнісних оцінок, програмним способом на ПК або за графіком.

У дисертації дано нове рішення актуального науково-технічного завдання щодо обґрунтування і розробки способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів з урахуванням характеристик і властивостей єдиної фізичної системи, що включає захисний і надроблюваний пласти, породи міжпластя.
Основні наукові та практичні результати роботи полягають у такому.
1. Захисна дія випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів визначається характеристиками захисного і надроблюваного пластів, товщиною та міцністю породних шарів міжпластя, їх взаємним розташуванням.
2. Вплив порід міжпластя на ефективність захисної дії характеризується інтегральним показником - величиною відносної деформації порід міжпластя на рівні підошви надроблюваного пласта.
3. Величина відносної деформації надроблюваного однорідного масиву порід визначається потужністю міжпластя і коефіцієнтом міцності порід, глибиною залягання, кутом падіння захисного пласта, шириною виробленого простору і виражається кореляційною залежністю.
4. Під час розрахунку деформацій надроблюваного шаруватого масиву порід необхідно враховувати взаємне розташування породних шарів залежно від їх товщини та міцності за наступними схемами деформацій:
а) міцність нижнього шару більша від міцності верхнього шаруfi+1>fiпри будь-якій товщині шарів;
б) міцність нижнього шару менша від міцності верхнього шаруfi+1<fi, але верхній шар відноситься до тонкошаруватих (mi<5 м); у цьому разі такі шари поєднують в один з визначенням їх сумарної товщини та середньозваженого коефіцієнта міцності;
в) міцність нижнього шару менша від міцності верхнього шаруfi+1<fi, товщина верхнього шару не менше 5 м.
5. Методика розрахунку надроблюваного шаруватого масиву порід:
аналіз товщини та міцності породних шарів міжпластя; за наявності в міжпласті шарів, що відповідають схемі деформуванняб), - вони об'єднуються до приведення всіх шарів міжпластя до схем деформуванняа) чив);
послідовний пошаровий (у напрямку від захисного пласта) розрахунок деформації з визначенням для кожного пласта, за винятком першого, умовної відстані від покрівлі розглянутого пласта до підошви захисного пласта, еквівалентного за величиною деформації потужності шару з коефіцієнтом міцності розглянутого шару.
6. Розроблена методом головних компонентів модель дозволяє описати простір, який включає шість вихідних корелювальних факторів: відносну деформацію порід міжпластя, показник впливу виходу летких речовин, кут падіння порід, кількість пачок надроблюваного пласта і його вийману товщину, ефективну товщину захисного пласта, двома незалежними головними компонентами. Простір двох головних компонентів охоплює 82% дисперсії точок і представляє чіткий поділ цих точок на три області: відсутності захисту, неефективності захисту і захищену. Крім того, ефективність захисної надробки може бути визначена за дискримінантними функціями, що класифікують, або ймовірнісним класифікатором, що має графічне й аналітичне рішення на факторному просторі двох головних компонентів.
7. Максимальна потужність міжпластя, при якій забезпечується ефективний захист викидонебезпечних пластів під час випереджаючої надробки, становить 22 м.
8. За результатами гірничо-експериментальних досліджень (міжпластя l1-k8потужністю 42,6 м на ОП "Шахта ім. О.Ф.Засядька") установлено, що надробка пластом l1на ділянках пластаk8у порівнянні з ненадробленими ділянками істотно знизила напружений і газодинамічний стан пласта (зменшення початкової швидкості газовиділення, виходу бурового дрібняку, газового тиску, десорбції вугілля; підвищення коефіцієнта міцності вугілля). У результаті природна газоносність пласта знизилася до безпечних значень.
Таким чином, гірничо-експериментальні дослідження підтвердили вірогідність і надійність розробленого способу визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів, тому що відповідно до цього способу надробка при міжпласті l1-k8ефективна, а відповідно до нормативного способу - неефективна.

Проведені дослідження дозволили розробити «Методичні рекомендації з визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки викидонебезпечних пластів» для практичного використання розробленого способу на вугільних шахтах України.

10. Соціальний ефект виконаної роботи полягає в підвищенні безпеки праці працюючих за рахунок більш ефективного й вірогідного визначення ефективності захисної дії випереджаючої надробки. Економічний ефект досягається за рахунок розширення обсягу застосування випереджаючої надробки і складає 131 тис.грн. на рік у вугільній промисловості України.