Васильєв Віталій Євгенович. Обґрунтування граничних параметрів концентрації гірничих робіт при відпрацюванні зближених вугільних пластів Західного Донбасу

Краткое описание

Васильєв Віталій Євгенович. Обґрунтування граничних параметрів концентрації гірничих робіт при відпрацюванні зближених вугільних пластів Західного Донбасу : Дис... канд. наук: 05.15.02 2006

Васильєв В.Є.Обґрунтування граничних параметрів концентрації гірничих робіт при відпрацюванні зближених вугільних пластів Західного Донбасу”. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02 -Підземна розробка родовищ корисних копалин”. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2006.
На основі методу граничних елементів зроблена оцінка впливу одночасного відпрацювання двох зближених вугільних пластів на напружено-деформований стан гірського масиву при випереджувальній надробці.
Результати розрахунків за розробленим алгоритмом узагальнені та наведень у вигляді співвідношень, що характеризують закономірності проявів гірського тиску при вийманні зближених пластів у розглянутих гірничо-геологічних умовах.
Визначені раціональні границі концентрації гірничих робіт, що забезпечують безпечне й економічно доцільне ведення очисних і підготовчих робіт на зближених пластах.
Для оцінки вірогідності результатів теоретичних досліджень проведені шахтні досліджування проявів гірського тиску в очисних і підготовчих виробках у процесі відробки зближених вугільних пластів.
Перевірка збіжності результатів теоретичних розрахунків з фактичними значеннями досліджуваних параметрів показали, що їх розбіжності не перевищують 20%. Таким чином, результати даної роботи можуть бути використані при обґрунтуванні границь концентрації гірничих робіт на зближених пластах.
Для гірничо-геологічних умов шахт Західного Донбасу сформульовані рекомендації з планування гірничих робіт і відпрацювання зближених вугільних пластів.
Фактичний економічний ефект, обумовлений зменшенням витрат на підтримку і повторне використання 115-го бортового штреку 117-біс” лави, при його закладенні у 25 м від кромки пластас61,склав 808860 грн.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій вирішена актуальна наукова задача обґрунтування граничних параметрів концентрації гірських робіт на основі встановлення закономірностей проявів гірського тиску в очисних і підготовчих виробках при відпрацьюванні зближених вугільних пластів в умовах шахт Західного Донбасу.
Основні наукові та практичні результати зводяться до наступного:
1. На основі методу граничних елементів зроблена оцінка впливу одночасного відпрацювання двох зближених вугільних пластів на напружено-деформований стан гірського масиву при випереджувальній надробці.
Результати розрахунків за розробленим алгоритмом узагальнені та наведені у вигляді співвідношень, які характеризують закономірності прояву гірського тиску при вийманні зближених пластів у розглянутих гірничо-геологічних умовах.
Прийнятий математичний апарат і отримані кореляційні співвідношення для визначення максимальних зсувів порід підошви та покрівлі розглядаємих пластів, що враховують глибину розробки, потужність пластів і міжпластя, фізико-механічні характеристики вугілля та вміщуючих порід, а також відстань між лавами і є основою для визначення безпечних границь ведення очисних робіт на зближених пластах.
Отримані кореляційні співвідношення, що дозволяють оцінити максимальні еквівалентні напруження в масиві та зсуви бічних порід навколо виробки дають можливість визначити безпечну відстань між підготовчими виробками й очисними роботами на зближених пластах.
2. На основі аналізу впливаючих гірничо-геологічних і гірничотехнічних факторів, а також результатів моделювання визначено раціональні межі концентрації гірничих робіт, що забезпечують безпечне та економічно доцільне ведення очисних і підготовчих робіт на зближених пластах.
Для розглянутих умов шахт Західного Донбасу безпечні за фактором гірського тиску відстані між очисними вибоями зближених пластів складають: не менше 70 м приh =5 м та 60 м приh =15 м.
Для визначення мінімально допустимих границь безпечного за фактором гірського тиску й економічно доцільного закладання гірничих виробок при концентрації гірничих робіт на зближених пластах необхідно комплексно враховувати еквівалентні напруження в масиві та максимально допустимі зсуви порід навколо виробок. Для розглянутих умов визначені відстані стосовно пласта, що надроблюється, до крайової частини верхнього пласта, які дорівнюють: 60 м при потужності міжпластяh =5 м і 25 м приh =15 м. В міру скорочення цих відстаней напруження в покрівлі розглядаємих виробок різко зростають і безпосередньо під крайовою частиною пласта більш ніж у 5 разів перевищують межу міцності порід на стиск. А це призводить до втрати перерізу виробок, необхідності їх перекріплення та ремонту.
3. Для оцінки вірогідності результатів теоретичних досліджень проведені шахтні дослідження проявів гірського тиску в очисних і підготовчих виробках у процесі відпрацювання зближених вугільних пластів. Встановлено, що концентрація гірничих робіт на зближених пластах можлива і доцільна в певних межах. Границі такої концентрації мають бути обґрунтовані з точки зору безпеки за фактором гірського тиску й економічних витрат на проведення, ремонт і перекріплення виробок.
Перевірка збіжності результатів теоретичних розрахунків з фактичними значеннями досліджуємих параметрів показала, що розбіжності не перевищують 20%, а тому можна використовувати результати даної роботи при обґрунтуванні границь концентрації гірничих робіт на зближених пластах.
4. На основі отриманих кореляційних залежностей і результатів шахтних спостережень розроблена Методика визначення раціонального розташування підготовчих виробок при відпрацюванні зближених пластів Західного Донбасу”, яка прийнята для використання на шахтах ВАТ Павлоградвугілля” і в проектній організації ДВАТ Дніпродіпрошахт”.
Для гірничо-геологічних умов шахт Західного Донбасу сформульовані рекомендації з планування гірничих робіт та відпрацювання зближених вугільних пластів. Ці рекомендації враховані при плануванні і проведенні гірничих робіт на шахті Степова” ВАТ Павлоградвугілля”.
Фактичний економічний ефект, обумовлений зменшенням витрат на підтримку і повторне використання 115-го бортового штреку 117-біс” лави, при його закладанні у 25 м від кромки пластас61,склав 808860 грн.