автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разработка эффективных способов и технических средств борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках

УДК 622.817.4: 622.272

На правах рукописи

ЩЕРБА Владимир Яковлевич

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ

И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БОРЬБЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ

Специальности: 05.05.06 - "Горные машины", 25.00.20 - "Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в закрытом акционерном обществе «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством»

Научный консультант: доктор технических паук

Прушак Виктор Яковлевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

Земсков Александр Николаевич

доктор технических паук

Линник Юрий Николаевич

доктор технических наук

Пастоев Игорь Леонидович

Ведущая организация — ОАО «Сильвинит»

618540, Пермская обл., г. Соликамск, ул. Мира, 14.

Защита состоится "_25_"_октября_ 2006г. в 15 час. 00 мин. на

заседании Диссертационного совета Д 212.137.03 при Московском государственном открытом университете по адресу: 107996, г. Москва, ул. Павла Корчагина, д. 22 ауд. № 408

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного открытого университета.

Автореферат разослан 25 сентября 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Проблема управления газодинамическими процессами при подземной разработке месторождений полезных ископаемых остается весьма актуальной вот уже на протяжении более чем ста лет практически на всех калийных месторождениях Европы, Азии, Америки и Африки. Газодинамические явления в калийных рудниках представляют собой одно из наиболее мощных природных явлений, с которыми приходится сталкиваться при ведении подземных горных работ. Основные факторы газодинамических явлений, такие как их внезапность, высокая скорость разлета кусков породы, значительные объемы разрушаемых горных пород, выделение горючих и ядовитых газов, ударная воздушная волна, к сожалению, нередко приводят к трагическим и катастрофическим последствиям. С самого начала разработки Старобинского месторождения калийных солей проблема предсказания, управления и предотвращения газодинамических явлений потребовала самого пристального внимания ученых и горняков-практиков. Статистика газодинамических явлений свидетельствует о том, что за время отработки силь-винитовых пластов на Старобинском месторождении калийных солей произошло более 230 газодинамических явлений, которые нанесли значительный материальный ущерб предприятиям и приводили, в отдельных случаях, к гибели шахтеров.

Различным аспектам решения общей проблемы управления и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках (разработка теорий, способов, создание технических средств, механизмов и т.д.) были посвящены работы Айруни А.Т., Андрейко С.С., Докукина A.B., Зборщика М.П., Земскова А.Н., Кантовича Л.И., Красникова Ю.Д., Крас-ноштейна А.Е., Линника Ю.Н., Матвиенко Н.Г., Мещерякова В.В., Пастое-ваИ.Л., Петросяна А.Э., Проскурякова Н.М., Скочинского A.A., Топчиева A.B., Трубецкого К.Н., Ходота В.В., Хорина В.Н. и многих других ученых. В этих научных работах накоплен и обобщен большой фактический материал, решен целый ряд теоретических и инженерно-технических задач. Вместе с тем, указанная проблема еще далека от окончательного решения. Так остается нерешенной проблема такого вида газодинамических явлений в калийных рудниках как внезапные отжимы призабойной части пород, сопровождающиеся разрушением и выносом разрушенной породы в выработки. На Старобинском месторождении калийных солей зафиксирована новая природная опасность — внезапные выбросы соли и газа из почвы за крепью сопряжения в лавах, отрабатывающих слои Третьего калийного пласта. Кроме того, увеличивается интенсивность ведения горных работ, разрабатываются новые технологии, усложняются горно-геологические условия. Практика ведения горных работ требует создания и широкого применения эффективных способов управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ. Установлено, что строящиеся 5 и б рудники Старобинского месторождения калийных солей с точки зрения проявления газодинамических явлений будут еще более опасными. На сегодня остаются нерешенными проблемы исследования зависимости газодина-

мических явлений от характеристик используемой горно-добычной техники, в частности формы исполнительного органа горно-добычного комбайна, управления газодинамическими явлениями путем использования специальных эффективных технических средств, применительно к условиям калийных рудников. В первую очередь речь идет о создании нового высокопроизводительного комбайна, обеспечивающего в условиях калийных рудников оптимальную форму забоя и защиту шахтеров от газодинамических явлений. Кроме того, необходимо обеспечить дальнейшее развитие механико-математических моделей и геомеханическое обоснование методов прогпоза и способов управления газодинамическими явлениями. При этом особое внимание следует уделить такому слабо изученному вопросу, как моделирование и исследование системы «горно-добычная техника — массив горных пород с очагом газодинамического явления», рассматривая данную систему как единый объект. В соответствии с требованиями практики ведения горных работ необходимо дальнейшее совершенствование способов предотвращения газодинамических явлений в условиях применения высокопроизводительных добычных комплексов.

Таким образом, проблема дальнейшей разработки безопасных и эффективных способов, а также создания новых технических средств борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках является актуальной и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Связь работы с крупными научными программами и темами.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с комплексными научно-техническими программами Государственного комитета Республики Беларусь по промышленности и межотраслевым производствам, Белорусского государственного концерна по нефти и химии, а также программами организационно-технических мероприятий, направленных на повышение безопасности работ на промышленных объектах «РУП «ПО «Беларуськалий». В выполнении научно-исследовательских работ автор принимал участие как ответственный исполнитель и научный руководитель. Диссертационная работа обобщает результаты исследований по темам, выполненным при участии и под руководством автора (№№ гос. регистрации 01850048106, 84058723, 87137548, 01910005145, 01920008634, 199467).

Цель работы — разработка безопасных и эффективных способов и создание новых технических средств борьбы с газодинамическими явлениями (внезапные отжимы призабойной части массива; внезапные выбросы соли и газа из почвы за крепью сопряжения в лавах и др.) в условиях калийных рудников.

Основная идея работы заключается в обосновании и целенаправленном использовании в качестве технического средства борьбы с газодинамическими явлениями проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя, а также в обосновании совместного воздействия специальных технических средств и способов управления газодинамическими явлениями.

Задачи исследований. Для достижения намеченной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка математической модели напряженно-деформированного со-

стояния породного массива с очагом газодинамических явлений в окрестностях забоя одиночной выработки при варьировании его пространственной формы;

2. Определение рациональной формы забоя для отработки участков, опасных по отжимам пород из призабойной части;

3. Выявление закономерностей разрушения калийной соли режущим инструментом и установление зависимостей сил, действующих на резец, определение рациональных параметров и схем расстановки режущего инструмента, разработка методики расчета режимов работы исполнительного органа комбайна;

4. Разработка рациональных параметров компоновочных узлов (технического задания на создание) проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя;

5. Выявление закономерностей управления энергией в выбросоопасной зоне при бурении в соляном массиве врубовых скважин большого диаметра, разработка методики расчета и определение оптимальных параметров буровзрывных работ для инициирования выбросов соли и газа;

6. Разработка способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках на основе искусственного инициирования выброса соли и газа и технических средств их реализации;

7. Экспериментальные и промышленные испытания разработанных способов и технических средств борьбы с газодинамическими явлениями.

Методы исследований включают: анализ, сравнение и научное обобщение выполненных работ и исследований по изучаемому вопросу; общенаучные методы аналогий, синтеза, идеализации и построения гипотез; методы натурного шахтного эксперимента и опытно-промышленных испытаний; методы математического и компьютерного моделирования; методы и подходы геомеханики, механики машин и механизмов, механики деформируемого твердого тела, геофизики. При получении и обработке фактического материала использовались визуальные наблюдения, зарисовки, фотографирование, прямые замеры результатов механического и взрывного воздействия на соляной породный массив.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическая модель напряженно-деформированного состояния породного массива с очагом газодинамических явлений в окрестностях забоя одиночной выработки при варьировании его пространственной формы.

2. Способы управления газодинамическими процессами в забое подготовительной выработки путем выбора рациональной формы забоя.

3. Методы расчета режимов работы исполнительного органа комбайна и определение оптимальной совокупности его основных параметров для создания сферически-плоской и конусообразной формы забоя.

4. Закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне соляного породного массива при использовании врубовых скважин большого диаметра.

5. Закономерности влияния параметров буровзрывных работ на эффективность управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ.

6. Способы управления газодинамическими процессами на основе искусственного инициирования выброса соли и газа и технические средства их реализации.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Впервые разработана математическая модель напряженно-деформнрованного состояния соляного породного массива с очагом газодинамического явления в окрестности забоя одиночной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы;

2. Установлены параметры рациональной формы забоя для отработки участков калийных пластов, опасных по газодинамическим явлениям;

3. Установлены новые закономерности разрушения калийной соли режущим инструментом и зависимости сил, действующих на резец, рациональные режимы работы, параметры и схемы расстановки режущего инструмента исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для сферически-плоской и конусообразной формы забоя, применительно к условиям калийных рудников;

4. Разработаны новые рациональные параметры компоновочных узлов проходческо-очистного комбайна для создания в массиве горных пород сферически-плоской и конусообразной формы забоя;

5. Выявлены новые закономерности управления энергией в выбросо-опасной зоне соляного породного массива при использовании врубовых скважин большого диаметра;

6. Выявлены новые закономерности влияния параметров буровзрывных работ на эффективность управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ в калийных рудниках;

7. Разработаны новые способы управления газодинамическими процессами на основе искусственного инициирования выбросов соли и газа в зонах геологических нарушений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

• корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

• использованием больших объемов фактических материалов, полученных на калийных рудниках, выполнением большого объема лабораторных и натурных исследований, применением современных методов анализа и обработки статистического материала;

• положительными результатами опытно-промышленных испытаний проходческо-очнстных комбайнов со сферически-плоской и конусообразной формой забоя и способов предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок и в зонах геологических нарушений;

• хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных результатов (в пределах 80-85%);

• положительными результатами опытно-промышленных испытаний способов управления газодинамическми процессами в зонах геологических нарушений.

Практическая значимость работы заключается в том, что все выполненные исследования доведены до научно обоснованных, экспериментально подтвержденных, применимых в инженерной практике методик и алгоритмов, представляющих собой научно-методическую базу, позволившую, в свою очередь, создать эффективные технические средства борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках.

Результаты работы использованы в отраслевых методических и нормативных документах.

На РУП «ПО «Беларуськалий» внедрены:

1. Рекомендации по применению параметров буровзрывных работ с врубовыми скважинами большого диаметра для инициирования выбросов соли и газа из выбросоопасных геологических нарушений при проведении передовой выработки. — 2000 г.;

2. Рекомендации по дегазации пород почвы при отработке лавами слоев II, III Третьего пласта на участках выемочных столбов, опасных по газодинамическим явлениям из почвы горных выработок. - 2004 г.

Разработанные параметры компоновочных узлов (технические задания на создание) проходческо-очистных комбайнов и технические требования к их исполнительным органам были использованы на ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» при создании новых комбайнов со сферически-плоской и конусообразной формой забоя, предназначенных для отработки участков калийных месторождений, опасных по внезапным отжимам пород из призабойной части. Комбайны успешно прошли опытно-промышленные испытания на РУП «ПО «Беларуськалий».

Экономический эффект от внедрения способа управления выбросоопасно-стью путем искусственного инициирования выброса соли и газа в компенсационную выработку при пересечении гидромеханизированными комплексами выбросоопасных зон составляет 56,2 млн. руб. РФ в год. Экономическая эффективность способа управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения путем его дегазации и разгрузки составляет 10,4 млн. руб. РФ в год.

Личный вклад автора заключается:

• в разработке основной идеи работы, постановке задач исследований, разработке методологии и методик их решения;

• в установлении общих закономерностей напряженно-деформированного состояния массива в окрестности забоя одиночной подготовительной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы с учетом источника газодинамического явления;

• в разработке технического задания и методики расчета режимов работы исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для придания забою подготовительной выработки сферически-плоской и конусообразной формы;

• в обосновании возможности бурения скважин большого диаметра для инициирования выбросов соли и газа буровзрывными работами;

• в разработке технических средств и технологических решений для предотвращения газодинамических явлений в разрабатываемых калийных пластах;

• в непосредственном участии в экспериментальных работах и промышленных испытаниях, анализе полученных данных, составлении схем, получении графиков, диаграмм, выводе аналитических и корреляционных зависимостей.

Апробация результатов диссертации. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на II Международной научно-технической конференции «Проблемы безопасности жизнедеятельности» (Солигорск, 1999), на семинарах-совещаниях Проматомнадзора Республики Беларусь по обмену опытом надзора за безопасным ведением горных работ и комплексным использованием полезных ископаемых на Старобинском месторождении калийных солей (Солигорск, 2000-2005), на Международных научно-технических конференциях «Охрана труда в подземных и открытых шахтах и рудниках» (Болгария, Варна, 1998-2002), на технических совещаниях РУП «ПО «Беларуськалий» (Солигорск, 2000-2005), на научно-технических советах ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» (1999-2005).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 43 научные работы общим объемом 922 страницы, в том числе монографий — 3, статей в научных журналах - 19, статей в научных сборниках — 16, получено патентов на изобретения - 5.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 278 страниц, в том числе 156 страниц машинописного текста, 104 рисунка, 32 таблицы. Список использованных источников включает 212 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И БОРЬБЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ

Газодинамические явления происходят в виде внезапных и искусственно инициированных выбросов соли и газа, обрушений пород кровли, сопровождающихся газовыделениями, отжимов призабойной части пород, сопровождающихся звуковыми эффектами, разрушением и выносом разрушенной породы в горную выработку. Внезапность, большая энергия и высокая скорость разрушения массива соляных пород при газодинамических явлениях

приводят к травмированию, а иногда, к гибели шахтеров, разрушению дорогостоящего горного оборудования, значительным простоям высокопроизводительных добычных комплексов, создают психологическую и социальную напряженность в рабочих коллективах рудников. В диссертационной работе выполнен подробный анализ общей проблемы прогнозирования и управления газодинамическими процессами в калийных рудниках, рассмотрены технические средства и технологии предупреждения и борьбы с газодинамическими явлениями. Показано, что несмотря на достигнутые успехи в решении целого ряда теоретических и практических задач, практика ведения горных работ в калийных рудниках свидетельствует о том, что проблема газодинамических явлений на калийных месторождениях и в настоящее время остается актуальной и не решенной.

В работе выполнен анализ общей проблемы прогнозирования и управления газодинамическими процессами в калийных рудниках, рассмотрены технические средства и технологии предупреждения и борьбы с газодинамическими явлениями. Проблемы исследования зависимости газодинамических явлений от характеристик используемой горнодобычной техники, в частности формы исполнительного органа горнодобычного комбайна, а также управления газодинамическими явлениями путем использования специальных эффективных технических средств, применительно к условиям калийных рудников на сегодня остаются нерешенными. Выполнено геомеханическое обоснование методов прогноза и способов управления газодинамическими явлениями, моделирование и исследование системы «горно-добычная техника - массив горных пород с очагом газодинамического явления», рассматривая данную систему как единый объект. В соответствии с требованиями практики ведения горных работ необходимо дальнейшее совершенствование способов предотвращения газодинамических явлений в условиях применения высокопроизводительных добычных комплексов.

В работе выдвинута и обоснована гипотеза о том, что при использовании комбайнового способа проведения горных выработок предотвращать газодинамические явления можно путем создания рациональной формы забоя. Поэтому, выполнение полного комплекса теоретических и модельных (компьютерных и на моделях в лабораторных и натурных условиях) исследований, изучение, создание и внедрение проходческо-очистных комбайнов, позволяющих в условиях калийных рудников предотвращать газодинамические явления из забоя подготовительной выработки путем выбора рациональной формы исполнительного органа, является актуальной задачей.

Результаты выполненных исследований подтвердили возможность управления газодинамическими явлениями путем изменения формы исполнительного органа комбайна, что, в свою очередь, позволяет создавать рациональную форму забоя выработки.

С учетом изложенного была поставлена цель и сформулированы задачи проведенных исследований.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЗАБОЯ ИА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СОЛЯНОГО ПОРОДНОГО МАССИВА

Газодинамические явления в виде отжимов призабойной части пород происходят при проходке подготовительных горных выработок на Третьем" калийном пласте Старобинского месторождения. Общее количество отжимов призабойной части пород составляет 36% от общего количества газодинамических явлений, имевших место на месторождении. Интенсивность отжимов призабойной части пород, которые происходят из груди забоя, обычно не превышает несколько тонн, но совершаемая ими работа угрожает жизни шахтеров и вызывает разрушение отдельных конструктивных элементов дорогостоящих проходческих комбайнов. Форма породного обнажения (форма контура выработки, в том числе и ее забоя) имеет одно из определяющих значений на вид напряженного состояния и на значения его отдельных компонентов, а, следовательно, и на формирование зон разрушения вокруг породного обнажения. Исследования механизма инициирования газодинамических явлений в подготовительных забоях показали, что управлять газодинамическими процессами можно путем создания рациональной формы забоя. Кроме того, путем изменения напряженно-деформированного состояния можно управлять газодинамическими процессами, поэтому изучение напряженно-деформированного состояния в окрестности забоя выработки при различной его топологии является важным и необходимым элементом разработки эффективных мер управления газодинамическими явлениями.

Горнодобычные комбайны, в отличие от других типов машиностроительной техники, необходимо рассматривать в системе «комбайн - массив горных пород», так как два эти элемента единой системы оказывают взаимное воздействие друг на друга. Нагрузка на элементы (особенно исполнительный орган) комбайна существенным образом зависит не только от физико-механических свойств пород, но и от напряженно-деформированного состояния массива, формирующегося в окрестности режущего органа комбайна. Зная все компоненты напряженно-деформированного состояния массива в окрестности забоя, можно определить тип и величину нагрузки на режущий орган комбайна, что позволяет правильно определить режим работы исполнительного органа комбайна.

В этой части работы изложены результаты исследований, касающихся выбора и построения геомеханических моделей, компьютерных расчетных методик и математического моделирования пространственного напряженно-деформированного состояния соляного породного массива в окрестности забоя выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы.

Геомеханические процессы в породных массивах являются одними из

наиболее сложных с точки зрения адекватного качественного и тем более количественного их описания на основе математического моделирования. Качественным критерием приемлемого математического решения задач геомеханики является ясная интерпретация, достаточно просто и четко объясняющая получаемые числовые и экспериментальные результаты. Это является возможным лишь тогда, когда в качестве исходной используется физически обоснованная гипотеза механического поведения породного массива, учитывающая сложные граничные условия, гетерогенность строения и состава толщи пород и т.д. Главная задача компьютерного моделирования заключается в том, чтобы по результатам выполнения модельных исследований можно было дать необходимые ответы о качественных и количественных особенностях и эффектах изучаемого явления в натурных условиях.

Методом граничных элементов построены расчетные схемы для моделирования пространственного напряженно-деформированного состояния соляного породного массива в окрестности забоя. На основании построенных расчетных компьютерных схем решены модельные задачи для изучения геомеханического состояния массива в окрестности забоя различной пространственной конфигурации и с учетом наличия тектонических трещин. Это позволило подтвердить, что управление газодинамическими процессами в окрестности забоя подготовительной выработки может осуществляться путем выбора рациональной формы забоя. Показано, что сферически-плоская форма забоя по сравнению с плоской формой обеспечивает более устойчивое состояние соляного породного массива впереди забоя за счет существенного снижения уровня действующих в массиве напряжений и деформаций (рис. 1,2), при этом позволяет в 58 раз уменьшить объем разрушенной при газодинамических явлениях породы, а также изменить направление выноса разрушенной породы и газа. При сферически-плоской форме забоя газосолевой поток при газодинамических явлениях направлен к центру выработки на исполнительный орган комбайна, что практически исключает вероятность воздействия газосолевого потока в призабой-ном пространстве на шахтеров.

Анализ деформированного состояния показывает, что в результате проведения выработки впереди забоя формируются области с горизонтальными деформациями растяжения, направленными перпендикулярно забою и способствующие прорастанию трещин, параллельных обнажению. При этом если из некоторой точки забоя провести луч в направлении движения забоя, то деформации растяжения достигают максимума на некотором расстоянии от забоя. Это расстояние максимально на оси выработки и составляет для обеих форм забоя порядка 0,5 м. Таким образом, поверхность, на которой реализуются максимальные растягивающие деформации, принимает форму линзы, примыкающей к забою. Однако, для плоского забоя линза охватывает весь забой, а для сферически-плоского - только грудь забоя. Также следует отметить, что сферическая форма забоя по сравнению с плоской снижает растягивающие деформации на оси выработки на 10-12%, а по периметру забоя на величину до 30-35%.

Рис.1. Распределение вертикальных напряжений (а) и горизонтальных (перпендикулярных забою) растягивающих деформаций (б) в вертикальном сечении забоя для выработок с плоской и сферически-плоской формой забоя

Рис.2. Распределение горизонтальных (перпендикулярных забою) растягивающих деформаций в окрестности забоя в случае наклонной под углом 20° к забою вертикальной трещины с газом под давлением 5 МПа

Несмотря на очевидные преимущества сферически-плоской формы по сравнению с обычной плоской формой забоя, следует, однако, констатировать, что сферически-плоская форма забоя (рис.1) имеет достаточно протяженный плоский участок. Поэтому создание такой формы забоя позволяет изменить картину напряженно-деформированного состояния в массиве главным образом в зонах сферической формы границы забоя, что и подтверждено компьютерным моделированием.

С точки зрения геомеханики, наиболее рациональным является создание сферической формы забоя. Однако технически данную форму забоя создать весьма сложно. В то же время это и не является целесообразным. Достаточно уменьшить размер плоской части забоя. Развитие идеи управления газодинамическими явлениями путем изменения топологии забоя выработки с учетом требования уменьшения размера плоской части забоя, позволяет утверждать, что конусообразная форма забоя выработки также является эффективным решением поставленной проблемы. Выполнены исследования, касающиеся формирования нагрузки на исполнительный орган комбайна при конусообразной форме забоя. Схема действия внешних усилий на исполнительный орган комбайна представлена на рис.3: Q - усилия на плоскую часть со стороны забоя (горизонтальная составляющая) и два вектора Л, действующие на наклонные части (вертикальные компоненты). В свою очередь вектора Я можно разложить на составляющие: Л = (й,т), действующие соответственно перпендикулярно и вдоль наклонной поверхности. Важным является то, что согласно направлению действия вектора К компонента Т всегда направлена на забой, а не в выработанное пространство. Таким образом, конусообразная форма забоя позволяет часть усилий направить обратно в массив.

Согласно расчетам общая нагрузка Р на исполнительный орган комбайна от воздействия давления от источника газодинамических явлений и дополнительного напряженно-деформируемого состояния, формирующегося в окрестности забоя при передвижении исполнительного органа на величину 8 в массив:

Р = О -2Тсо&— [1]

2

Из формулы [1] следует, что при конусообразной форме забоя общее давление на исполнительный орган значительно уменьшается по сравнению с обычной формой забоя.

Были сформулированы модельные задачи для изучения напряженно-деформированного состояния породного массива в окрестностях забоя выработок конусообразной формы и построены расчетные схемы. Результаты численного моделирования напряженно-деформированнного состояния породного массива с очагом газодинамического явления (трещина с газом под давлением 5МПа) в окрестности забоя показали, что конусообразная форма забоя по сравнению с плоской позволяет существенно до 8 раз и более уменьшить возможный объем отжатой породы.

Доказано, что, при использовании комбайнового способа проведения горных выработок, предотвращать газодинамические явления можно путем создания рациональной сферически-плоской или конусообразной формы забоя. Кроме того, на основе полученных количественных и качественных характеристик напряженно-деформированного состояния массива в окрестности забоя выработки можно определить тип и величину нагрузок на режущий орган комбайна, что позволяет правильно определить режим работы исполнительного органа комбайна.

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА

Выше уже отмечалась возможность разработки исполнительного органа проходческо-очистного комбайна, который позволит за счет создания соответствующей формы забоя, максимально уменьшить вероятность развития газодинамических явлений в проводимой выработке. Выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, направленные на установление рациональной формы исполнительного органа и выбор всех его параметров. Это определило задачи установления рациональных параметров исполнительных органов комбайнов и определение оптимальных режимов их работы. К ним относятся, например, такие, как определение диаметра и кинематических характеристик движения исполнительного органа, установление зависимостей усилий на резцах от параметров резания и физико-механических свойств разрушаемой горной породы, компьютерное моделирование состояния резцов и др.

В калийной промышленности до настоящего времени имеет место особая ситуация, обусловленная тем, что применяемые для добычи калийных руд комбайны выпускаются заводами горного машиностроения как оборудование, ориентированное для добычи угля и поэтому их параметры, обеспечивающие режимы разрушения, как правило, не соответствуют горно-геологическим условиям месторождений калийных солей. В связи с этим, в диссертации приведены результаты выполненной работы по созданию проходческо-очистного ком-

байна для работы на пластах, опасных по отжимам пород из призабойной части. Создание современных машин высокого технического уровня предполагает использование новых прогрессивных методов проектирования, разработку новых подходов и методов расчетов и активное использование при конструировании методов компьютерного моделирования.

Задача разработки исполнительного органа проходческого комбайна для создания специальной формы забоя, позволяющей уменьшить вероятность развития газодинамического явления, требует решения целого ряда отдельных крупных задач.

Важнейшим конструктивным параметром исполнительного органа комбайна является его диаметр (высота), который должен иметь несколько типоразмеров для осуществления эффективной выемки продуктивных пластов с учетом потерь и разубоживания калийных руд. С изменением диаметра исполнительного органа конструктивные (геометрические) параметры исполнительного органа также претерпевают изменения, причем геометрические параметры узлов и деталей изменяются непропорционально диаметру исполнительного органа, поскольку в каждом конкретном случае вступают в силу различные конструктивные, технологические и прочностные требования. Вместе с тем, с изменением диаметра режимные параметры не должны испытывать больших отклонений, так как в противном случае исполнительный орган будет испытывать неблагоприятный режим работы. В таких условиях представляется весьма трудным в каждом конкретном случае найти совокупность конструктивных и режимных параметров, которая обеспечивала бы работу исполнительного органа в оптимальном режиме с учетом выбранных или заданных критериев качества. Так как при выборе диаметра исполнительного органа приходится иметь дело с десятками параметров, то вопрос о необходимости оптимизации этих параметров является актуальным.

Для решения задач, связанных с изучением различных режимов резания калийной соли, установления закономерностей данного технологического процесса и выбора оптимального режущего инструмента для исполнительного органа были выполнены экспериментальные и теоретические исследования. Для проведения исследований были разработаны специальные методики, учитывающие особенности разрушения калийных пород при различных схемах работы исполнительного органа.

Одной из важных задач является определение оптимальных режимов резания калийных пород и определение усилий, возникающих при этом в системе «резец - горная порода». Характер их результатов показал, что значения усилий резания возрастают с увеличением толщины и ширины среза. Значения же усилий подачи Ру изменяются по нелинейным зависимостям, причем значения Ру при увеличении толщины среза до некоторого критического значения возрастают, а при дальнейшем увеличении толщины среза больше критического они уменьшаются.

Такое поведение нагрузки Ру, установленное опытным путем, подтверждено путем выполнения аналитических вычислений, воспользовавшись схемой взаимодействия резца с разрушаемым массивом, представленной на рис. 4.

Рис. 4. Схема взаимодействия резца с разрушаемым массивом

При эксперименте фиксировались энергозатраты при изменении ширины реза и варьировании толщины среза. Показано, что при увеличении ширины реза до определенной величины удельные энергозатраты вначале уменьшаются, а при дальнейшем увеличении ширины реза возрастают. При этом точка минимума удельных энергозатрат зависит от толщины среза. Сравнение удельных энергозатрат на разрушение калийной соли при последовательной и шахматной схемах резания показывает, что шахматная схема резания предпочтительнее, т.к. при больших толщинах обеспечивает снижение удельных энергозатрат примерно на 10%.

Выполнено определение рационального угла установки резцов, при котором обеспечиваются минимальные значения как усилий, действующих на резец при резании, так и наименьшие удельные энергозатраты на разрушение калийных солей для нового типа исполнительного органа комбайна. Характерные зависимости приведены на рис. 5-7.

Результаты экспериментальных исследований обрабатывались с использованием «Автоматизированной системы научных исследований». При построении многофакторных регрессионных моделей применялись, как классические методы включения, так и метод исключения. При этом выбиралась регрессионная зависимость, имеющая наибольшее значение Т-критерия значимости, превосходящее значение заданной вероятности 0,9. Тщательный анализ данных, полученных в ходе проведения стендовых испытаний, позволил сформулировать важные выводы, касающиеся зависимости образующихся в результате резания массива классов от основных характеристик процесса среза пород резцами.

С целью изучения динамической устойчивости резцов при резании горных пород на основе метода конечных элементов были разработаны расчетные схемы, позволяющие изучить состояние резцов при варьировании кинематических и динамических характеристик системы «резец — горная порода».

Рис.5. Зависимости усилий резания резцом при последовательной

схеме резания

Рг, кН

5,0 4.0 3.0 2,0 1,0

'О 32 34 36 38 40 в'

Рис. 6. Влияние угла установки резца в на усилие резания Рг

Рис.7. Зависимость усилий подачи на резце от угла его установки относительно плоскости резания

На основе разработанных расчетных схем выполнены комплексные исследования по изучению напряженно-деформированного состояния и устойчивости резца при варьировании как параметров собственно резца, так и горных пород. На рис. 8 представлен пример компьютерного моделирования.

Рис.8. Характер износа резца в процессе резания породы

Установлено, что исполнительные органы проходческо-очистных комбайнов, предназначенных для добычи калийных солей, должны преимущественно оснащаться резцами типа Д6.22. Резцы типа РКС-1 целесообразно применять лишь при повышенной абразивности пород, содержащих большое количество глинистых и песчано-глинистых сланцев. В результате выполненных комплексных экспериментальных исследований закономерностей режимов резания калийной соли выявлено, что независимо от типа резца шахматная схема разрушения является более предпочтительной в сравнении с последовательной схемой, как исходя из удельных энергозатрат, так и по формирующимся боковым усилиям на резец при одинаковых удельных энергозатратах (рис.9). В результате обработки данных лабораторных исследований установлены функциональные зависимости между основными параметрами процесса резания калийной соли резцами различных типов.

кВтч/м3

Н — 1.0 см СЧ^

2 4 6 см

- - последовательная схема рс:1ания;

---- шахматная схема резания

Рис.9. Зависимость удельных энергозатрат разрушения калийной соли резцом типа РКС-1 при различных схемах резания

Для практической реализации полученных зависимостей, а также результатов моделирования напряженно-деформированного состояния массива в забое одиночной выработки были проведены исследования по определению оптимальных значений конструктивных и режимных параметров исполнительного органа комбайна, предназначенного для применения на участках шахтных полей, опасных по внезапным отжимам пород из призабойной части. С целью высокой производительности комбайна при

минимальных энергозатратах на разрушение калийной соли была поставлена многокритериальная задача определения оптимальной совокупности конструктивных и режимных параметров исполнительного органа, при решении которой критерием оптимальности является минимизация трех следующих критериев качества: энергозатрат на разрушение массива режущим инструментом исполнительного органа Ц/; обратного значения площади поперечного сечения стружки при разрушении режущими инструментми исполнительного органа Ц2; удельного пути контакта режущих инструментов исполнительного органа при разрушении единицы объема массива

Для выбора параметров исполнительного органа проходческо-очистного комбайна разработана упрощенная кинематическая схема и соотношения геометрических параметров (рис.10).

Рис.10. Кинематическая схема исполнительного органа проходческо-очистного комбайна

Отношение энергозатрат на разрушение режущими инструментами как

критерий качества можно представить в следующем виде ц Е «-./

[2]

где с1а6, Ер.й — соответственно удельные энергозатраты на разрушение массива забурником и режущими дисками; Е, /— соответственно площади забоя, обрабатываемые режущими дисками и забурником; £> — диаметр исполнительного органа; А и С — соответственно боковое и радиальное смещения оси режущего диска; га — радиус режущего диска. Критерий качества Ц2 можно выразить в виде:

30кдадгд

$ 2кгУп зт<р0Л]А2 +(С- гд со5<р0)2

где Ыд=27тд/30 - угловая скорость режущего диска; нд — частота вращения режущего диска; гд - число резцов на режущем диске; К/? - скорость подачи комбайна на забой; Ад — число режущих дисков на одном исполнительном органе; (ра — значение угла поворота режущего инструмента, при котором площадь поперечного сечения стружки 5 достигает максимума. Критерий качества Ц} можно представить в таком виде:

Я3=—[4]

7ог'

где ¿/> — путь контакта режущих инструментов, который выражается в виде сложной тригонометрической функции параметров исполнительного органа,

Здесь <рвх, <реых — соответственно углы входа и выхода из контакта режущего инструмента; <р — угол поворота режущего инструмента вокруг собственной оси; х,у, г- координаты режущего инструмента в пространстве.

Уравнение движения режущего инструмента можно представить в виде системы трех уравнений:

х - А соу — + (с — гп соъ <х>).шг — ; « / у = г л .и/г (р;

г — — А5т~ + ^С — гд созЦ-

[6]

где оси лиг расположены в плоскости переносного вращения исполнительного органа, а ось у совпадает с направлением подачи комбайна на забой; / — отношение скоростей главного и переносного вращений (/ = шд/шв).

. В многокритериальной задаче оптимизации основных параметров исполнительного органа выбранные критерии качества (целевые функции) Ц1, Ц2, и Цз содержат параметры, характеризующие как соотношения геометрических параметров исполнительного органа, так и режимные параметры разрушения массива режущими дисками, включая число режущих инструментов. При решении задачи оптимизации одна часть параметров должна быть заданной, а на другую необходимо положить ограничения, вытекающие из конструктивных и эксплуатационных требований.

Все это легло в основу разработки методики расчета режимов работы исполнительного органа проходческо-очистного комбайна, основанной на учете физико-механических свойств калийного пласта, геометрических параметров режущего инструмента и конструкции исполнительного органа и позволяющей, в конечном итоге, определить суммарную нагрузку, действующую на исполнительный орган комбайна. Кроме того, разработаны специаль-

ная методика, алгоритм расчета и компьютерные процедуры для определения оптимальной совокупности основных параметров исполнительного органа комбайна для создания сферически-плоской и конусообразной формы забоя, что позволило обосновать основные параметры исполнительного органа про-ходческо-очистного комбайна.

Предложенные способы управления газодинамическими процессами в забое подготовительной выработки путем придания забою сферически-плоской или конусообразной формы и выбранные параметры исполнительных органов реализованы в конструкциях проходческо-очистных комбайнов. Опытно-промышленные испытания данных комбайнов на участках шахтного поля, опасных по газодинамическим явлениям, показали их высокую безопасность и эффективность использования.

В настоящее время проходческо-очистные комбайны предложенной конструкции (рис.11) успешно эксплуатируются на рудниках РУП «ПО «Бе-ларуськалий» при подготовке и отработке Третьего калийного пласта. За все время эксплуатации комбайнов в забоях не было отмечено случаев интенсивных отжимов призабойной части пород, которые сопровождались бы травмированием шахтеров и разрушением элементов оборудования комбайнов.

Рис.11. Проходческо-очистной комбайн с исполнительным органом для создания конусообразной формы забоя

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ВРУБОВЫХ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

В качестве следующей системы «способ борьбы с газодинамическими явлениями - технические средства, реализующие данный способ» в работе рассмотрена возможность использования врубовых скважин большого диаметра в качестве эффективного способа борьбы с газодинамическими явлениями.

Камуфлетно-сотрясательное взрывание, как способ управления газодинамическими явлениями при разработке месторождений калийных солей, используется недавно, поэтому эффективность данного способа невысока, а технологическая цепочка его практического применения не была полностью отработана. Выполненные экспериментальные исследования показали, что существенного повышения безопасности и эффективности буровзрывных работ при камуфлетно-сотрясательном взрывании можно достичь путем использования врубовых скважин большого диаметра. Любой выброс соли и газа прекращается в условиях увеличения площади обнажения массива в окрестности горной выработки вследствие образования полости и неизбежной в таких случаях концентрации напряжений. Следовательно, возможно создание в массиве безопасных обнажений с двумя граничными значениями их параметров, в промежутке между которыми будут выполняться условия, необходимые для протекания газодинамических явлений. Трансформация энергии упруго-сжатых соляных пород в работу расширения при действии сил сопротивления во многом зависит не только от площади обнажения, но и от его формы. Поэтому решение задачи о влиянии соотношения площади и периметра обнажения на параметры высвобождения накопленной в массиве энергии представлялось актуальным и необходимым для обоснования возможности бурения скважин большого диаметра в выбросоопасных соляных породах.

В результате выполненных комплексных исследований обоснована возможность бурения скважин большого диаметра (более 80 мм) для инициирования выбросов соли и газа в процессе пересечения выбросоопасных геологических нарушений, при этом безопасное управление энергией в выбросоопасной зоне может быть достигнуто путем направленного создания в массиве обнажений с определенными отношениями геометрических параметров. Теоретическими исследованиями установлено, что выбросоопасное состояние массива соляных пород наступает при некотором критическом значении параметра, определяемого как отношение площади обнажения к его периметру (S/P). При всех значениях этого параметра, превышающих критическое, становится возможным развязывание выброса соли и газа. Получены аналитические выражения для расчетов предельных значений введенного критерия и рассчитано нижнее предельное критическое значение этого отношения для условий рудников РУП «ПО «Беларуськалий».

Показано, что параметры безопасного высвобождения накопленной в массиве энергии для обнажения по своей форме близкого к кругу с диаметром d (т.е. S/P = d/4), имеют следующий вид:

где ц — коэффициент Пуассона; <т0 — прочность пород на растяжение; уН- естественное напряженное состояние массива.

В соответствии с данной формулой установлено, что критическая величина диаметра скважины, при котором возможно образование трещин отрыва с последующим развитием выброса соли и газа, для условий рудников Старобинского месторождения составляет 0,87 м. При бурении врубовых скважин диаметром менее 0,87 м образование трещин отрыва и развитие в скважину выброса соли и газа происходить не должно.

Проведены исследования, касающиеся технологии применения взрывных врубов в соляных породах и изучения особенностей их проектирования. Так, установлено, что параметры короткозамедленного взрывания в соляных породах существенно отличаются от параметров взрывания в крепких породах. Основное различие обусловлено тем, что акустическая жесткость и скорость трещинообразования соляных пород соответственно в два-три и три-четыре раза меньше по сравнению с крепкими породами. Скорость смещения соляного массива при взрыве также значительно отличается от скорости смещения крепких пород, поэтому процесс разрушения и отделения соляных пород от массива идет значительно медленнее, чем в крепких породах. Линия наименьшего сопротивления заряда при взрывании на врубовую полость (ограниченную обнаженную поверхность) в соляных породах уменьшается в соответствии с уменьшением поперечного размера обнаженной поверхности. Для соляных пород зависимость линии наименьшего сопротивления от величины поперечного размера обнаженной поверхности выражается экспоненциальной функцией вида:

где Н'о — линия наименьшего сопротивления данного заряда при его взрывании на неограниченную обнаженную поверхность; ¿ь — диаметр обнаженной поверхности; е — основание натурального логарифма.

Выполнен подробный анализ конструкций и закономерностей работы взрывных врубов в соляных породах.

Для расчета эффективных параметров взрывных врубов разработана методика, основанная на гипотезе импульсного разрушения горных пород. Надежность работы вруба со скважиной обеспечивается соблюдением интервалов замедления и правильно выбранным количеством шпуров, взрываемых в одной серии. Кроме этого, при взрывании врубовых шпуров необходимо учитывать объем породы, взрываемой в одной серии. Этот объем с учетом коэффициента разрыхления породы не должен превышать общего, вновь образованного объема врубовой полости. Объем врубовой полости, образуемый при взрывании шпуров, включает в себя собственно объем врубовой скважины и объем, отбиваемый

^ 1,88х(1—2//)х(1—//)х(1-сг„ /уН)~\

min

[7]

[8]

взрываемыми шпурами. Нарушение этого положения приводит к существенному снижению эффективности работы вруба. При увеличении диаметра врубовой скважины происходит изменение взаимного расположения врубовых шпуров н снижается их общее число. С увеличением глубины комплекта шпуров для надежного действия взрыва необходимо увеличивать и диаметр врубовых скважин.

Выражение для расчета величины линии наименьшего сопротивления шпуровых зарядов при взрывании на неограниченную обнаженную поверхность имеет вид:

где ¡„ — степень дробления породы взрывом; а - коэффициент, учитывающий

способ инициирования заряда; £)- масса ВВ, размещаемая в 1 м шпура; £> -скорость детонации ВВ; £„ - предельный эффективный коэффициент удлинения заряда; т - коэффициент сближения шпуров; г - коэффициент использования шпуров; У/ —удельный нормированный импульс дробления.

В расчетах параметров камуфлетно-сотрясательного взрывания определяется линия наименьшего сопротивления при взрывании одиночного заряда на неограниченную обнаженную поверхность по формуле [ 9]. Затем рассчитывается величина л.н.с. при взрывании врубового заряда >щ ограниченную обнаженную поверхность (врубовую скважину) для каждой серии взрываемых шпуров. После расчетов величины л.н.с. для серий взрывания, определяются рациональные интервалы замедления.

Результаты опытных взрываний комплектов шпуров с врубовыми скважинами диаметром 130 мм показали, что впереди забоя лавы в зоне, где действует передовое опорное давление, эффективность взрыва резко снижается. В зоне действия передового опорного давления соляные породы оказываются в условиях всестороннего сжатия и величина сжимающих напряжений может достигать 40-45 МПа. В связи с этим основная часть энергии взрыва зарядов расходуется на энергоемкое пластическое течение соляных пород в зоне полного разрушения и появляется необходимость в дополнительных затратах энергии для разрушения и выброса требуемого объема пород. В зоне действия передового опорного давления взрывание зарядов не обеспечивает отрыв кусков породы от массива и последующий их выброс в сторону очистного забоя лавы, то есть породы остаются в зажатом состоянии. Наибольший эффект при использовании клиновых врубов с врубовыми скважинами в зоне действия передового опорного давления достигается при величине центрального угла клиновых врубов 50-60°, использовании во врубе эффектов «перебуривания» и «сосредоточенных зарядов» в удлиненных скважинах для выброса разрушенной породы из передовой выработки в призабойное пространство лавы, установлении интервала замедления для зарядов второго (среднего) клина не менее 70 мс, а третьего (большого) клина не менее 100 мс.

Для надежного воздействия взрыва на выбросоопасное геологическое нарушение при искусственном инициировании выбросов соли и газа необходимо выполнение следующих условий: длина заряда ВВ в шпуре должна превышать величину линии наименьшего сопротивления не менее чем в 1,5 раза; расстояние между шпурами не должно быть меньше критического по запрессовыванию; длина незаряженной части шпура не должна превышать как 1,5-2,0 величины линии наименьшего сопротивления, так и 0,5 длины шпура.

Итак, выбор оптимальных размеров взрывных врубов и интервалов замедления в сериях взрывания позволяет эффективно управлять газодинамическими процессами при инициировании выбросов соли и газа в подготовительные и очистные горные выработки. Оптимальные параметры буровзрывных работ позволят ограничить интенсивность инициированных выбросов соли и газа за счет регулирования размеров выпускного отверстия и применения эффекта самозабучивания.

Для повышения качества буровзрывных работ необходимо применение специальных буровых станков, обеспечивающих требуемые направления и углы наклона шпуров к плоскости забоя. При отсутствии буровых станков для бурения шпуров и скважин из призабойного пространства лав и подготовительных выработок эффективным при управлении газодинамическими процессами является постадийное взрывание клиновых врубов с использованием приемов ручного бурения шпуров в дегазированной области массива.

ВЬШОР ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

Использование врубовых скважин большого диаметра как способа борьбы с газодинамическими явлениями требует выполнения буровзрывных работ. Так как камуфлетно-сотрясательное взрывание, как способ управления газодинамическими явлениями при разработке месторождений калийных солей, используется достаточно недавно, то требовалось выполнить исследования и разработать технологию выполнения буровзрывных работ. В диссертационной работе в отдельной главе подробно рассмотрены различные аспекты разработки технологии и выбора оптимальных параметров буровзрывных работ для управления газодинамическими явлениями на основе использования врубовых скважин большого диаметра.

В расчетах рациональных параметров буровзрывных работ с врубовыми скважинами принималось, что после цикла взрывания подвигание очистного забоя лавы должно быть не менее двух — трех стружек, снимаемых очистным комбайном в лаве. При этом должно выдерживаться неснижаемое опережение забоем вруба передовой выработки или самим забоем передовой выработки относительно линии очистного забоя лавы не менее 1,5 м. Причем, после проведения шахтных испытаний глубина врубовой скважины и взрываемых шпуров может быть еще увеличена. Одним из параметров, который

во многом определяет эффективность работы комплекта шпуров с врубовой скважиной, является расстояние первого шпура от врубовой скважины. Правильно выбранное расстояние первого шпура от врубовой скважины обеспечивает высокий коэффициент использования шпуров (к.н.ш.), снижение удельного расхода ВВ и количества шпурометров. Расстояние первого шпура от стенки скважины зависит от диаметра врубовой скважины и глубины шпуров. Надежность работы вруба обеспечивается соблюдением интервалов замедления и правильно выбранным количеством шпуров, взрываемых в одной серии. Установлено, что одиночные скважины диаметром менее 100 мм применять в соляных породах нецелесообразно.

Анализ разработанных схем комплектов шпуров призматических врубов с врубовыми скважинами диаметром 100 мм, 150 мм, 200 мм и 250 мм показал, что увеличение диаметра со 100 мм до 250 мм и числа врубовых скважин позволяет уменьшить число ступеней замедления с шести до четырех. Увеличение числа ступеней замедления позволяет уменьшать общее количество активных шпуров в передовом врубе. Наиболее устойчивыми к погрешностям бурения являются схемы комплектов шпуров с двумя врубовыми скважинами. Результаты шахтных испытаний параметров буровзрывных работ с комплектами шпуров призматических врубов с врубовыми скважинами диаметром 130 мм показали неудовлетворительную работу призматических врубов, которую можно объяснить отклонением врубовых шпуров от заданного направления и недостаточным интервалом замедления между первой и второй сериями взрывания. Для обеспечения полноценного выброса раздробленной горной породы из вновь образуемой промежуточной врубовой полости интервал замедления между первой и второй сериями взрывания должен быть не менее 50-70 мс. Повышение эффективности работы комплектов шпуров с призматическими врубами и врубовыми скважинами может быть достигнуто путем увеличения диаметра врубовых скважин до 210-250 мм. При правильном выборе интервалов замедления и увеличении диаметра врубовых скважин использование призматических врубов может оказаться эффективным при управлении газодинамическими процессами в калийных рудниках. Результаты испытаний параметров буровзрывных работ с тройным клиновым врубом и двумя врубовыми скважинами диаметром 130 мм показали, в отдельных случаях, недостаточную их эффективность. Низкая эффективность такой конструкции комплекта шпуров обусловлена двумя основными причинами: действием впереди забоя лавы на область массива, разрушаемую взрывом, максимума опорного давления и недостаточным диаметром врубовых скважин. Для повышения эффективности работы клиновых врубов с врубовыми скважинами в зоне действия передового опорного давления необходимо: увеличить размер дополнительной обнаженной поверхности (диаметр врубовых скважин должен быть не менее 210 мм и общее их количество во врубе должно быть не менее двух); увеличить центральный угол клиновых врубов до 50°-60°; усовершенствовать конструкцию клиновых врубов (использовать во врубе эффекты «перебурива-ния» и «сосредоточенных зарядов» в удлиненных скважинах для выброса из

передовой выработки в призабойное пространство лавы разрушенных пород); установить интервал замедления для зарядов второго (среднего клина) не менее 70 мс, а третьего (большого) клина не менее 100 мс; повысить качество буровзрывных работ за счет применения специальных буровых станков, обеспечивающих требуемые направления и углы наклона шпуров к плоскости забоя. Показано, что при отсутствии буровых станков для бурения шпуров и скважин из призабойного пространства лав и подготовительных выработок эффективным при управлении газодинамическими процессами является постадийное взрывание клиновых врубов с использованием приемов ручного бурения шпуров в дегазированной торпедированием области массива.

СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ

ПРОЦЕССАМИ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Способ управления газодинамическими процессами в зонах геологических нарушений искусственным инициированием выбросов соли и газа ка-муфлетно-сотрясательным взрыванием является довольно трудоемким, однако он обеспечивает безопасность ведения горных работ и в обозримом будущем изменений в его принципиальной сути не предвидится. В то же время необходимы были новые технические решения по дальнейшему совершенствованию способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках, Поиск новых технических решений обусловлен был также появлением новой природной опасности в калийных рудниках Старобинского месторождения - газодинамических явлений из почвы горных выработок. В работе изложены результаты исследований, направленных на разработку новых и совершенствование применяемых способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках Старобинского месторождения. В общем виде задача управления газодинамическими процессами состоит в опережении в пространстве и во времени работ по планомерному инициированию выбросов соли и газа или принудительной дегазации соляных пород в зоне выбросоопасного геологического нарушения таких технологических процессов, как очистная выемка руды в лаве.

Дальнейшее существенное развитие получила методика оконтури-вания выбросоопасных геологических нарушений на уровне разрабатываемых сильвинитовых слоев, представляющая собой современную сейсмо-технологию на базе веерной системы наблюдений и включающая в себя процедуру сканирования пространства между горными выработками, регистрацию упругих колебаний портативной сейсмостанцией, запись и обработку данных с помощью специализированного пакета прикладных программ, выдачу результатов в виде двумерных томографических сечений с восстановленными значениями параметров поля упругих колебаний, а при наличии контуров геологических нарушений — с их указанием. Дополнена новыми положениями методика прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, в породах, подстилающих III ка-

лийный горизонт, основанная на исследованиях особенностей формирования волновых полей искусственно возбуждаемых упругих колебаний и представляет собой сейсмотехнологию, включающую невзрывное возбуждение упругих колебаний в породах почвы, регистрацию отраженных и преломленных волн портативной сейсмостанцией, обработку и выдачу результатов с указанием зон, опасных по газодинамическим явлениям.

Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах, состоящий в проведении компенсационной выработки в зону оконтуренного сейсмотомографией выбросо-опасного нарушения с последующим искусственным инициированием выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием. При этом для гарантированного инициирования выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием в компенсационную выработку отношение площади обнажения выбросоопасных пород к его периметру должно быть более 0,23 м.

Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения, состоящий в детальном изучении строения зоны нарушения методом сейсмопросвечива-ния, проведении по центру нарушения опережающей выработки в режиме дистанционного управления включением и выключением проходческого комбайна, бурении дегазационных шпуров в кровлю и стенки выработки, разгрузку кровли сотрясательным взрыванием. Установлено, что оптимальный шаг бурения дегазационных шпуров в кровлю составляет 6,0 м, в стенки - 3,0 м, а глубина шпуров должна быть не менее 6,0 м. Разгрузка кровли опережающей выработки сотрясательным взрыванием производится по всей ее длине.

Разработаны и внедрены региональные способы управления газодинамическими явлениями в почве горных выработок:

♦ Применение разгрузочно-дегазационных щелей, проводимых в бортовых штреках лавы, отрабатывающей слои II, III. Разгрузочно-дегазационные щели позволяют разгрузить породы почвы от действия горизонтальной составляющей сил горного давления, уменьшить деформации упругого восстановления и частично их дегазировать.

♦ Проходка дегазационных выработок в опасных зонах, установленных методом предварительного прогноза. Дегазационные выработки могут проходить по центру опасной зоны в пределах выемочного столба или участками со стороны бортовых штреков лавы. При этом для дегазации пород в почву выработки бурятся сразу за проходческим комбайном шпуры с шагом не более 2,5 м и глубиной, обеспечивающей перебуривание контакта по-кровно-каменная соль ПКС— 12 горизонт не менее чем на 0,2 м.

♦ Бурение дегазационных скважин в опасных зонах, установленных в результате выполнения предварительного прогноза. Параметры дегазационного бурения: диаметр скважин — не менее 0,04 м; глубина - мощность слоя ПКС плюс 0,2 м; расстояние между скважинами - не более 4,8 м. Этот спо-

соб управления газодинамическими процессами является эффективным при надежном прогнозе опасных зон в пределах выемочного столба.

♦ Торпедирование пород почвы с помощью буровзрывных работ. Параметры торпедирования для взрывчатого вещества аммонит 6ЖВ: длина заряда ВВ — 5,0 м; тип заряда — торпедозаряд специальной конструкции в жесткой оболочке; диаметр скважин — не менее 100 мм; радиус зоны трещинооб-разования при диаметре скважин 100 мм и 120 мм соответственно — 3,4 м и 3,8 м; расстояние между скважинами диаметром 100 мм и 120 мм соответственно - 6,8 м и 7,6 м. По сравнению с дегазационным бурением количество скважин диаметром 100 мм или 120 мм снижается в опасной зоне соответственно в 1,4 или 1,6 раза.

Способ предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок с помощью бурения дегазационных скважин основан на дренирующем эффекте скважин, пробуренных в породы почвы бортовых штреков лавы. Дегазирующее влияние скважины, пробуренной перпендикулярно к слоистости в почву, на очаг газодинамического явления суммируется из следующих составляющих: естественной пористости и газопроницаемости; фильтрации газов по местам контактов слоев, глинистых прослоев и областям расслоений. Параметрами дегазационного бурения скважин в породы почвы являются: глубина, диаметр и расстояние между скважинами (шаг бурения скважин в опасной зоне). Глубина дегазационных скважин определяется геологическим строением пород, залегающих в почве Третьего пласта, и устанавливается из необходимости дегазации слоев подстилающей каменной соли и контакта слоя подстилающей каменной соли с газоносным 12 глинисто-мергелистым горизонтом. Результаты выполненных исследований и анализ случаев газодинамических явлений из почвы горных выработок показали, что скопления свободных газов приурочены к контакту слоя подстилающей каменной соли и 12 глинисто-мергелистого горизонта. Таким образом, глубина дегазационных скважин будет определяться мощностью слоя подстилающей каменной соли и гарантированным вскрытием контакта с 12 горизонтом не менее, чем на 0,2 м. Основным параметром дегазации пород почвы Третьего пласта является расстояние между скважинами. Половина этого расстояния г (с точностью до радиуса скважины) находится из решения системы уравнений, определяющих величину безопасного давления Ре и величину давления газа в массиве Ра, окружающем дегазационную скважину. Давление газа в массиве может уменьшаться до безопасной величины на расстоянии от скважины меньшем, чем определяемое по следующей формуле: г = Рв • С\ где Рв — безопасное давление газа в почве горной выработки в ее призабойной зоне; О - газодинамическая характеристика массива «квадрат начального градиента» давления газа. Поэтому расстояние между дегазационными скважинами определятся из выражения:

1с — 2Р/ ■ С1.

[10]

На рис.12 представлена технологическая схема реализации способа предотвращения газодинамических явлений путем бурения дегазационных скважин в почву бортовых штреков лавы, отрабатывающей слои II, III калийного пласта. Способ целесообразно применять в том случае, если опасная по газодинамическим явлениям зона установлена заблаговременно, до подхода лавы к данному участку. При соблюдении требуемых параметров дегазационных работ этот способ предотвращения газодинамических явлений из пород почвы является весьма эффективным в условиях двойной надработки и интенсивных последующих расслоений пород по глинистым прослойкам.

Промышленные испытания на III калийном горизонте рудников 1 РУ и 3 РУ РУП «ПО «Беларуськалий» региональных способов управления газодинамическими процессами в разрабатываемых пластах показали их высокую надежность и эффективность. В настоящее время региональные способы управления газодинамическими процессами реализованы в технологических схемах и являются нормативными. Для управления газодинамическими явлениями в породах, подстилающих III калийный горизонт, в условиях рудника 1 РУ применяется бурение дегазационных скважин в почву горных выработок.

U

и

Рис.12. Технологическая схема способа предотвращения газодинамических явлений из почвы с помощью бурения дегазационных скважин

Способы управления газодинамическими процессами применяются только в опасных зонах непосредственно из забоев очистных или подготовительных выработок. Целью данных способов, еще на стадии образования опасной ситуации является возможность ликвидировать развитие газодинамического явления. Данные способы управления газодинамическими процессами при отработке калийных пластов на всех месторождениях мира получили наибольшее развитие.

В результате выполненных исследований, автором предложены различные варианты локальных способов управления газодинамическими процессами, в частности:

♦ Способ управления газодинамическими процессами в лаве, реализуемый путем искусственного инициировании выброса соли и газа камуф-летно-сотрясательным взрыванием с рациональными параметрами. Рациональные параметры камуфлетно-сотрясательного взрывания основаны на применении двойного клинового вруба с врубовыми удлиненными скважинами и сосредоточенными зарядами, а также четырех ступеней замедления. Пример реализации локального способа предотвращения внезапных выбросов соли и газа при пересечении лавами геологических нарушений представлен на рис. 13.

Рис.13. Схема параметров камуфлетно-сотрясательного взрывания в лаве, отрабатывающей IV сильвиниговый слой, с использованием двойного клинового вруба и двух вертикально расположенных скважин диаметром 200 мм с сосредоточенными зарядами

♦ Для управления газодинамическими процессами в почве при проходке подготовительных и специальных выработок в слое подстилающей каменной соли разработана технология принудительной дегазации пород почвы с помощью бурения дегазационных шпуров. Параметры дегазационного бурения следующие: глубина шпуров должна обеспечивать перебуривание контакта слой ПКС-12-Й горизонт не менее чем на 0,2 м; шаг бурения шпуров — не более 2,5 м. Дегазационные шпуры бурятся в почву при проходке горизонтальной части выработки. Технологическая схема способа управления газодинамическими процессами в почве подготовительных и специальных выработок, проходимых в пределах слоя подстилающей каменной соли,

п

Лит. колон-

7.41 10,1 2.69

Мощность, м

ш

г

1 - проходческий комбайн

2 - бункер-перегружатель

3 - самоходный вагон

4 - дегазационные шпуры

5 - подготовительная млн

специальная горная выработка в слое ПКС

Рис.14. Технологическая схема способа управления газодинамическими процессами в почве подготовительных или специальных выработок, проходимых в слое подстилающей каменной соли, с помощью бурения дегазационных шпуров

Важной составляющей частью любого технического решения по предотвращению газодинамических явлений является разработка организационных мероприятий, которые должны обязательным образом сопровождать предложенный способ. Поэтому в диссертационной работе, как составляющие части региональных и локальных способов управления газодинамическими процессами, изложены организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности шахтеров при возникновении газодинамических явлений из почвы горных выработок. Для предотвращения воздействия на шахтеров поражающих факторов газодинамических явлений из почвы предложено использовать следующие организационные мероприятия: регламентация действий горнорабочих очистного забоя при появлении предвестников газодинамических явлений; перенос пультов управления крепями сопряжения на бортовых штреках лавы в район первой или второй секций забойной крепи; запрещение нахождения горнорабочих очистного забоя на сопряжении лавы с бортовыми штреками в течение 10 минут после передвижки крепей сопряжения. Технические мероприятия по предотвращению воздействия на шахтеров поражающих факторов газодинамических явлений из почвы горных выработок состоят в установке дополнительных секций крепей сопряжения в завальной части лав, которые позволяют уменьшить площадь обнажения пород почвы и создают на почву дополнительную пригрузку при распоре.

Кроме того, крепи сопряжения оснащаются гибкими дополнительными перекрытиями для изоляции на сопряжениях завальной части лав от рабочего пространства.

Так как выполненные исследования непосредственным образом ориентированы на внедрение результатов исследований в производство, была выполнена оценка ожидаемой экономической эффективности разработанных способов и технических средств управления газодинамическими процессами в условиях калийных рудников Старобинского месторождения. Показано, что внедрение разработанных способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках позволяет не только значительно повысить безопасность ведения горных работ, но и получить существенный экономический эффект.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены принципиально новые высоко эффективные научно-обоснованные способы и технические средства для предотвращения и управления газодинамическими явлениями в подготовительных и очистных горных выработках, пройденных в соляном породном массиве. Внедрение разработанных способов н технических средств позволит существенным образом повысить безопасность и эффективность ведения горных работ в условиях месторождений калийных солей.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель напряжено-деформированного состояния соляного породного массива с очагом газодинамических явлении в окрестностях забоя одиночной подготовительной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы. Установлено, что управление газодинамическими процессами в окрестностях забоя подготовительной выработки может осуществляться выбором рациональной формы забоя путем изменения формы исполнительного органа комбайна. Используя количественные и качественные характеристики напряженно-деформированного состояния массива, разработанная модель позволяет определить тип и величину нагрузок на режущий орган комбайна.

2. Доказано, что сферически-плоская и конусообразная форма забоя по сравнению с плоской формой обеспечивают более устойчивое-состояние соляного породного массива впереди забоя за счет существенного снижения уровня действующих в массиве напряжений и деформаций. Так, сферически-плоская форма забоя, в сравнении с плоской позволяет в 5-8 раз уменьшить объем разрушенной породы при газодинамических явлениях и направляет газосолевой поток на исполнительный орган комбайна, предотвращая поражение шахтеров в призабойном пространстве. Не менее эффективным решением проблемы является формирование конусообразной формы забоя.

3. Установлены функциональные зависимости между основными параметрами процесса резания калийной соли резцами различных типов. Доказано, что исполнительные органы проходческо-очистных комбайнов, предназначенных для добычи калийных солей должны преимущественно оснащаться неподвижными резцами стандартной формы. Круглые резцы, имеющие возможность вращения вокруг собственной оси, целесообразно применять лишь при повышенной абразивности пород, содержащих большое количество глинистых и песчано-глинистых сланцев. Установлено, что независимо от типа резца шахматная схема разрушения является более предпочтительной, чем последовательная схема, как исходя из удельных энергозатрат, так и по формирующимся боковым усилиям на резец при одинаковых удельных энергозатратах.

4. Разработана методика расчета режимов работы и определения оптимальной совокупности основных конструктивных и режимных парамет-

ров исполнительного органа комбайна для создания сферически-плоской и конусообразной формы забоя. Выполнен расчет и обоснование основных параметров исполнительного органа проходческо-очистного комбайна. Разработаны рациональные параметры компоновочных узлов (технические задания на создание) проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя. Образцы комбайнов были изготовлены на ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством», прошли опытно-промышленные испытания на участках шахтного поля Старобинского месторождения калийных солей, опасных по газодинамическим явлениям и показали высокую безопасность и эффективность. За все время эксплуатации комбайнов в забоях не было отмечено случаев интенсивных отжимов призабойной части пород, которые сопровождались бы травмированием шахтеров и разрушением элементов оборудования.

5. Выявлены закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне при наличии в соляном массиве врубовых скважин большого диаметра. Обоснована возможность бурения скважин большого диаметра (более 80 мм) для инициирования выбросов соли и газа в процессе пересечения вы-бросоопасных геологических нарушений. Безопасное управление энергией в выбросоопасной зоне достигается путем направленного создания в массиве обнажений с определенными отношениями геометрических параметров. Даны аналитические выражения для расчетов предельных значений критерия отношения площади к периметру обнажения и рассчитано нижнее предельное критическое значение этого отношения для калийных рудников. Установлено, что критическая величина диаметра скважины, при котором возможно образование трещин отрыва с последующим развитием выброса соли и газа, составляет 0,87 м. При меньших диаметрах скважин образование трещин отрыва и развитие в скважину выброса соли и газа не происходит. Разработана методика расчета оптимальных параметров буровзрывных работ, которые обеспечивают эффективное управление газодинамическими процессами при инициировании выбросов соли и газа в подготовительные и очистные горные выработки. Оптимальные параметры буровзрывных работ позволяют ограничить интенсивность выбросов соли и газа за счет регулирования размеров выпускного отверстия и применения эффекта самоза-бучивания.

6. Разработаны следующие способы управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах:

- способ управления газодинамическими процессами в лаве путем искусственного инициирования выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием с рациональными параметрами;

- способ управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах, состоящий в проведении компенсационной выработки в зону оконтуренного СПМ-томографией выбросоопасного нарушения с

последующим искусственным инициированием выброса соли и газа камуф-летно-сотрясательным взрыванием;

- способ управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения, состоящий в детальном изучении строения зоны нарушения методом сейсмопросвечивания, проведении по центру нарушения опережающей выработки в режиме дистанционного управления включением и выключением проходческого комбайна, бурении дегазационных шпуров в кровлю и стенки выработки, разгрузку кровли сотрясательным взрыванием;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в применении разгрузочно-дегазацнонных щелей, проводимых в бортовых штреках лавы, отрабатывающей слои II, III;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в торпедировании пород почвы с помощью буровзрывных работ;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, реализующийся путем проходки дегазационных выработок в опасных зонах, установленных методом прогноза. Дегазационные выработки могут проходится по центру опасной зоны в пределах выемочного столба или участками со стороны боровых штреков лавы;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в бурении дегазационных скважин в опасных зонах, установленных в результате выполнения предварительного прогноза;

- способ управления газодинамическими процессами в почве4при проходке подготовительных и специальных выработок в слое подстилающей каменной соли путем принудительной дегазации пород почвы с помощью бурения дегазационных шпуров.

7. Внедрение основных результатов исследований выполнено в РУП «ПО «Беларуськалий». Экономический эффект от внедрения способа управления выбросоопасностью путем искусственного инициирования выброса соли и газа в компенсационную выработку при пересечении гидромеханизированными комплексами выбросоопасных зон составляет 56,2 млн. руб. РФ в год. Экономическая эффективность способа управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения путем его дегазации и разгрузки составляет 10,4 млн. руб. РФ в год.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1.ЩербаВ.Я., Дакуко H.A. Анализ существующих технических средств предотвращения газодинамических явлений из забоя прп комбайновом способе проведения горных выработок И Горный пнформац.-апалнт. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 62-72.

2. Щерба В.Я. Методика поиска оптимальной совокупности основных параметров исполнительного органа комбайна для создания сферически-

плоской формы забоя горной выработки // Горный информац.-аналит. бюл. — М: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 73-80.

3. Щерба В .Я. Выбор основных параметров исполнительного органа комбайна для создания забоя горной выработки сферически-плоской формы // Горный информац.-аналит. бюл.- М.: Изд-во МГГУ, 2006.-Вып. 1. —С. 81-88.

4. Щерба В.Я., Старовойтов Ю.В., Дакуко H.A. Структурный анализ надежности средств механизации процесса выемки калийных солей // Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 27-32.

5. Щерба В.Я., Старовойтов Ю.В., Дакуко H.A. Структурный анализ надежности выемочных комплексов И Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 33-45.

6. Щерба В.Я. Обоснование возможности бурения врубовых скважин при инициировании выбросов соли и газа // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 24-33.

7. Щерба В.Я. Конструкция и закономерности работы взрывных врубов в соляных породах // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информац.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2004,-№5.-С. 33-45.

8. Щерба ВЛ., Мисников В.А. О возможности газодинамических проявлений горного давления в окрестности сопряжений горных выработок глубоких горизонтов Солигорских калийных рудников // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 87-100.

9. Щерба В:Я. Селективная выемка Третьего пласта на полную мощность двухшнековым комбайном // Сб. ст. «Технология и механизация подземной добычи калийных руд». Горный информац.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 27-34.

10. Щерба В Л., Валков Б. А., Петровский Б.И., Губанов В.А. Применение аппаратуры контроля опасных обрушений кровли в очистных забоях калийных пластов П Сб. ст. «Экономика и организация калийного производства». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - № 10. - С. 32-37.

11. Щерба В.Я., БашураА.Н., АндрейкоС.С. Управление газодинамическими процессами при подземной разработке Старобинского месторождения калийных солей. Под ред. Прушака В.Я. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - 194 с.

12. Щерба В.Я., ПрушакВ.Я., Петровский Б.И. Повышение эффективности отработки калийных пластов Старобинского месторождения на глубоких горизонтах // Сб. ст. «Экономика и организация калийного производства». Горный информац.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2003. - № 10. — С. 3-10.

13. Петровский Б.И., ЩербаВ.Я., Губанов В.А., Поляков А.Л., Зубо-вич B.C. Развитие способов сохранения горных выработок в калийных рудниках // Горный журнал. - № 11. — 2003. — С. 16-19.

14. Андрейко С.С., Некрасов C.B., ЩербаВЛ., ПрушакВ.Я., Зубо-вич B.C. Предотвращение газодинамических явлений в почве выработанного пространства лав // Горный журнал. - № 2. - 2004. — С. 45-48.

15.ЩербаВ.Я. Борьба с газодинамическими явлениями в калийных рудниках стран СНГ // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информац.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — № 5 - С, 3-8.

16. ЩербаВ.Я. Региональные способы управления газодинамическими процессами в породах почвы горных выработок при слоевой отработке Третьего калийного пласта // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 9-18.

17. Старовойтов B.C., ЩербаВ.Я., Старовойтов Ю.В. Методика расчета режимов работы очистного комбайна И Сб. ст. «Технология и механизация подземной добычи калийных руд». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 78-89.

18. Старовойтов B.C., ЩербаВ.Я., Старовойтов Ю.В. Выбор рациональных параметров исполнительных органов и схем набора резцов // Сб. ст. «Технология и механизация подземной добычи калийных руд». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 60-69.

19. Старовойтов B.C., Щерба В .Я., Старовойтов Ю.В. Определение рациональных параметров шнекового исполнительного органа комбайна КШ-ЗМ // Сб. ст. «Технология и механизация подземной добычи калийных руд». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - № 5. - С. 70-77.

20. ЩербаВ.Я. Технология слоевой выемки Третьего пласта для сложных горно-геологических условий // «Технология и механизация подземной добычи калийных руд». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. -№5,- С. 18-26.

21. Петровский Б.И., Губанов В.А., ПрушакВ.Я., Щерба В Jî. Бесцели-ковые технологические схемы слоевой выемки Третьего калийного пласта // Сб. ст. «Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей». Горный информац.-аналит. бюл. -М.: Изд-во МГГУ, 2003. -№ 10. - С. 3-16.

22. Петровский Б.И., ПрушакВ.Я., ЩербаВ.Я., Губанов В.А. Особенности проявления горного давления в двухслоевых лавах на Втором калийном пласте // Сб. ст. «Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей». Горный информац.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - № 10. -С. 24-34.

23. Красников Ю.Д., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Горные машины,-Минск, 2003.- 148 с.

24. Щерба В.Я., БашураА.Н., ЛаутербахД., Микула С., Дворник А.П. Долговечность поворотных резцов комбайна при разработке месторождений калийной руды // Материалы, технологии, инструменты: междунар. науч.-техн. журнал. - № 2. - 1997. - С. 104-105.

25. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Прушак В.Я. Методика локального прогноза выбросоопасных зон И Материалы, технологии, инструменты: ме-ждунар. науч.-техн. журнал. - Т. 7. — № 3. - 2002. - С.94-98.

26. Прушак В.Я., Щерба В.Я., Андрейко С.С. Методика управления газодинамическими процессами в зонах геологических нарушений // Материал лы, технологии, инструменты: междунар. науч.-техн. журнал. - Т. 7. - № 3. — 2002.-С. 102-106.

27. Прушак ВЛ., Щерба В.Я., Тухто A.A., Андрейко С.С. Анализ методов прогнозирования и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках // Материалы, технологии, инструменты: междунар. науч.-техн. журнал.-Т. 7. — № 1.-2002-С. 37-41.

28. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Тухто A.A. Оптимизация параметров сотрясательного взрывания на рудниках Старобинского месторождения калийных солей // Материалы, технологии, инструменты: междунар. науч.-техн. журнал. - Т. 8. - № 1. - 2003 - С. 80-83.

29. Андрейко С.С., Калугин П.А., Щерба В.Я. Газодинамические явления в калийных рудниках: генезис, прогноз и управление. Под ред. Пру-шака В.Я. - Минск, 2000. - 335 с.

30. Щерба В.Я., Прушак В.Я., Петровский Б.И., Калиниченко П.И., Ищенко Р.В., ГХпескунов В.Н. Комбайн для селективной выемки Третьего калийного пласта на полную мощность // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. - № 3-4. - 2004. - С. 3-9.

31. Кириенко В.М., ЩербаВ.Я. Способы управления выбросоопас-ностью в зонах геологических нарушений на рудниках Старобинского месторождения калийных солей // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. - № 3-4. - 2000. - С. 38-41.

32. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Тухто A.A. Региональные способы управления выбросо-опасностью в зонах расположения мульд и комбинированных геологических нарушений // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. — № 1.-2002.-С. 81-89.

33. Щерба В Л., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Выбор сейсмической модели изучаемой среды при прогнозировании выбросоопасных зон Третьего пласта Старобинского месторождения // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. - № 3-4. - 2004. - С. 84-91.

34. Щерба В Л., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Разработка способов опережающего управления выбросоопасностью на калийных пластах // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. — № 3-4. — 2004. — С. 91-96.

35. ЩербаВ.Я., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Методика прогноза выбросоопасных зон при разработке Старобинского месторождения калийных солей // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. — № 1. — 2005. -С. 17-22.

36. Щерба В.Я., Плескунов В.Н., Зубович B.C. Пространственное моделирование напряженно-деформированного состояния солевого породного

массива в окрестности забоя плоской и сферически-плоской формы // Горная механика: междунар. науч.-техн. журнал. — № 2. - 2005. - С. 3-12.

37. Щерба В.Я., Ращеня Г.Н., Филипеня Г.Г. Исследование режимов работы и конструктивных параметров исполнительного органа проходческого комбайна на энергоемкость Н Упрочнение, восстановление и ремонт на рубеже веков: Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. - Новополоцк, 2001.

- С. 566-570.

38. Щерба В.Я., Старовойтов B.C., Старовойтов Ю.В. Исследование влияния параметров режущего инструмента на усилия резания // Упрочнение, восстановление и ремонт на рубеже веков: Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. - Новополоцк, 2001. - С. 710-713.

39. Пат. 6297 BY, МПК Е 21 Д 9/10. Комбайн шахтный проходческий / Прушак В.Я., Щерба В Л., Конопляник И. А. и др. - № 20000798; Заявл. 22.08.2000; Опубл. 30.06.04 // Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2004. - № 2 (41). - С. 199.

40. Пат. 1735 BY, МПК Е 21 В 7/28. Забурник для крепления расширителя скважин на буровой штанге / Прушак В.Я., Щерба В.Я., Губанов В.А., и др. -№ 20040286; Заявл. 11.06.04; Опубл. 30.12.04 И Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2004. - № 4 (43). - С.257-258.

41. Пат. 1819 BY, МПК Е 21 В 17/22. Шнековая буровая штанга для вращательного бурения скважин, преимущественно, в глинисто-соляных породах / Прушак В .Я., Щерба В.Я., Губанов В.А. и др. - № 20040263; Заявл. 31.05.04; Опубл. 30.03.05 // Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2005. - № 1(44). - С.283.

42. Пат. 1820 BY, МПК Е 21 В 10/42. Буровая коронка для вращательного бурения скважин, преимущественно, в глинисто-солевых породах / Прушак В .Я., Щерба В.Я., Петровский Б.И. и др. - № 20040264; Заявл. 31.05.04; Опубл. 30.03.05 // Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2005. - № 1 (44). - С.236-237.

43. Пат. 1821 BY, МПК Е 21 В 23/00. Стопорное устройство для доставки монозаряда в скважину / Прушак В.Я., Щерба В.Я., Губанов В.А. и др.

- № 20040265; Заявл. 31.05.04; Опубл. 30.03.05 // Афщыйны бюлетэнь / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2005. - № 1(44). - С.238.

Подписано в печать 18.09.2006 г. Формат 60x841/16. Бумага «Снегурочка», А4, 80 г/м2. Гарнитура Тайме Отпечатано на ризографе СК.-1610. Усл. печ. л. 7,31. Тираж 100 экз. Заказ 194.

ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным

производством» ул. Козлова, 69, г. Солигорск, 223710, Республика Беларусь, т. 6-35-32, 6-27-94

ipr@sipr.by

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И БОРЬБЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ.

1.1. Геологические и горнотехнические условия разработки Старобинского месторождения калийных солей.

1.2. Газодинамические явления в калийных рудниках.

1.3. Технология предотвращения газодинамических явлений.

1.4. Технические средства предотвращения газодинамических явлений.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЗАБОЯ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СОЛЯНОГО ПОРОДНОГО МАССИВА.

2.1. Общие положения.

2.2. Методы компьютерного анализа геомеханических процессов, изучения надежности и НДС горно-добычного оборудования.

2.3. Методика расчета пространственного НДС соляного породного массива в окрестности забоя горной выработки.

2.4. Результаты численного моделирования НДС массива в окрестности забоя плоской и сферически-плоской формы.

2.5. Моделирование НДС массива в окрестности забоя плоской и сферически-плоской формы в случае наличия тектонической трещины, параллельной забою.

2.6. Моделирование НДС массива в окрестности забоя плоской и сферически-плоской формы в случае расположения тектонической трещины под углом к забою.

2.7. Влияние конусообразной формы исполнительного органа на геомеханическое состояние массива в районе забоя с источником ГДЯ.

2.8. Компьютерное моделирование НДС массива в окрестности забоя конусообразной формы.

2.9. Выводы.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА.

3.1. Общие положения.

3.2. Исследование закономерностей режимов резания калийной соли и выбор режущего инструмента для исполнительного органа.

3.3. Компьютерное моделирование НДС и динамической устойчивости резца исполнительного органа комбайна.

3.4. Методика расчета режимов работы исполнительного органа проходческо-очистного комбайна.

3.5. Определение оптимальной совокупности основных параметров исполнительного органа комбайна для создания сферически-плоской формы забоя.

3.5.1. Обоснование и построение критериев оптимизации основных параметров исполнительного органа.

3.5.2. Определение функциональных зависимостей и выбор ограничений параметров.

3.5.3. Расчет и обоснование основных параметров исполнительного органа проходческо-очистного комбайна.

3.6. Создание проходческо-очистного комбайна для проходки выработок со сферически-плоской формой забоя на участках, опасных по отжимам пород из призабойной части.

3.6.1. Конструктивные особенности и основные технические данные проходческо-очистного комбайна.

3.6.2. Результаты опытно-промышленных испытаний проходческо-очистного комбайна.

3.7. Создание проходческо-очистного комбайна для проходки выработки с конусообразной формой забоя на участках, опасных по отжимам пород из призабойной части.

3.7.1. Назначение и технические характеристики комбайна.

3.7.2. Устройство и работа комбайна.

3.7.3. Исполнительный орган комбайна.

3.7.4. Результаты опытно-промышленных испытаний проходческого комбайна.

3.8. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ВРУБОВЫХ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА.

4.1. К постановке задачи о бурении врубовых скважин большого диаметра при управлении ГДЯ.

4.2. Управление энергией выбросоопасного массива с помощью создания обнажений определенной площади.

4.3. Определение критического диаметра скважины из условий создания обнажений безопасной площади.

4.4. Особенности применения взрывных врубов в соляных породах.

4.5. Краткие сведения о конструкции и закономерностях работы взрывных врубов в соляных породах.

4.6. Методика расчета рациональных параметров буровзрывных работ с врубовыми скважинами.

4.7. Выводы.

ГЛАВА 5. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ.

5.1. Общие положения.

5.2. Разработка комплектов шпуров призматических врубов с врубовыми скважинами.

5.3. Экспериментальная оценка эффективности комплектов шпуров с врубовыми скважинами в соляных породах.

5.4. Разработка и экспериментальная оценка комплектов шпуров клиновых врубов с врубовыми скважинами.

5.5. Выводы.

ГЛАВА 6. СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

6.1. Общие положения.

6.2. Оконтуривание выбросоопасных геологических нарушений на уровне разрабатываемых слоев в подготовленных к отработке выемочных столбах.

6.3. Прогнозирование выбросоопасных зон в породах, подстилающих III калийный горизонт.

6.4. Управление газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах.

6.5. Способы управления газодинамическими процессами в породах почвы горных выработок.

6.6. Способы управления газодинамическими процессами в почве горных выработок при отработке Третьего калийного пласта.

6.7. Организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности шахтеров при возникновении газодинамических явлений из почвы горных выработок.

6.8. Выводы.

При разработке калийных пластов, опасных по газодинамическим явлениям, важнейшей проблемой является обеспечение безопасных условий труда шахтеров. От оперативного и качественного управления газодинамическими процессами зависит и эффективность работы калийных рудников, которая во многом определяется своевременной подготовкой фронта очистных работ и ритмичным ведением очистной выемки. Управление газодинамическими процессами в калийных рудниках это воздействие на соляной породный массив соответствующими способами и техническими средствами для предотвращения или искусственного инициирования газодинамического явления. При разработке калийных пластов газодинамические явления происходят в виде обрушений пород кровли, сопровождающихся газовыделениями, в виде отжима призабойной части пород, а также в виде внезапных выбросов соли и газа. При этом именно последняя опасность создает наибольшие трудности в практике горных работ. В настоящее время для предотвращения внезапных выбросов соли и газа при пересечении лавами выбросоопасных геологических нарушений применяется искусственное инициирование выбросов соли и газа с помощью сотрясательного взрывания. Однако, технология этого способа недостаточно эффективна. При его применении хотя и обеспечивается безопасность ведения горных работ, однако производительность труда при пересечении лавами выбросоопасных геологических нарушений снижается в 3-5 раз. Поэтому необходимы новые технические решения по дальнейшему совершенствованию указанного способа управления газодинамическими процессами в калийных рудниках. Новых технических решений требует также решение проблемы новой природной опасности в калийных рудниках - газодинамических явлений из почвы горных выработок.

Внедрение в практику столбовой системы разработки месторождения открывает новые возможности для решения проблемы. В частности, появляется возможность более эффективного использования метода сейсмотомографии породного массива для выявления и точного оконтуривания очагов выбросоопасности в подготовленных к выемке пластах.

В настоящее время очень перспективным представляется разработка нового способа борьбы с такими газодинамическими явлениями как внезапный выброс соли и газа и отжим призабойной части пород, который заключается в создании забоя специальной формы, отличной от плоской при проходке горных выработок. Разработка указанного способа является сложной научно-технической задачей и требует создания по сути нового исполнительного органа проходческого комбайна.

Таким образом, налицо важная многогранная научно-техническая проблема, решение которой позволяет существенно повысить безопасность и производительность труда шахтеров, снизить материальные затраты при подземной разработке калийного месторождения.

В работе проанализировано современное состояние изученности проблемы, эффективность известных способов и технических средств борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках. На основе математического моделирования напряженно-деформированного состояния соляного породного массива установлена возможность предотвращения опасных проявлений газодинамических процессов при проходке горных выработок, путем создания забоя определенной криволинейной формы. Предложен способ управления газодинамическими процессами в забое подготовительной выработки путем придания забою сферически-плоской и конусообразной формы. Установлены закономерности разрушения калийной соли режущим инструментом. Разработана методика расчета и выбраны соответствующие параметры исполнительных органов и других компоновочных узлов проходческо-очистных комбайнов. Изучена возможность совершенствования камуфлетно-сотрясательного взрывания как способа борьбы с газодинамическими явлениями при разработке месторождений калийных солей, путем использования врубовых скважин большого диаметра. Выявлены закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне соляного породного массива при использовании таких скважин. Предложена соответствующая методика расчета параметров взрывания. Установлены оптимальные параметры буровзрывных работ для управления газодинамическими процессами. Разработаны новые способы борьбы с газодинамическими явлениями в разрабатываемых калийных пластах на основе применения сейсмотомографии, усовершенствованного метода камуфлетно-сотрясательного взрывания, дегазационных шпуров и щелей. В работе приводятся результаты опытно-промышленных испытаний разработанных способов и технических средств борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Проблема управления газодинамическими процессами при подземной разработке месторождений полезных ископаемых остается весьма актуальной вот уже на протяжении более чем ста лет практически на всех калийных месторождениях Европы, Азии, Америки и Африки. Газодинамические явления в калийных рудниках представляют собой одно из наиболее мощных природных явлений, с которыми приходится сталкиваться при ведении подземных горных работ. Основные факторы газодинамических явлений, такие как их внезапность, высокая скорость разлета кусков породы, значительные объемы разрушаемых горных пород, выделение горючих и ядовитых газов, ударная воздушная волна, к сожалению, нередко приводят к трагическим и катастрофическим последствиям. С самого начала разработки Старобинского месторождения калийных солей проблема предсказания, управления и предотвращения газодинамических явлений потребовала самого пристального внимания ученых и горняков-практиков. Статистика газодинамических явлений свидетельствует о том, что за время отработки сильвинитовых пластов на Старобинском месторождении калийных солей произошло более 230 газодинамических явлений, которые нанесли значительный материальный ущерб предприятиям и приводили, в отдельных случаях, к гибели шахтеров.

Различным аспектам решения общей проблемы управления и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках (разработка теорий, способов, создание технических средств, механизмов и т.д.) были посвящены работы Айруни А.Т., Андрейко С.С., Докукина A.B., Зборщика М.П., Земскова А.Н., Кантовича Л.И., Красникова Ю.Д., Красноштейна А.Е., Линника Ю.Н., Матвиенко Н.Г., Мещерякова В.В., Пастоева И.Л., Петросяна А.Э., Проскурякова Н.М., Скочинского A.A., Топчиева A.B., Трубецкого К.Н., Ходота В.В., Хорина В.Н. и многих других ученых. В этих научных работах накоплен и обобщен большой фактический материал, решен целый ряд теоретических и инженерно-технических задач. Вместе с тем, указанная проблема еще далека от окончательного решения. Так остается нерешенной проблема такого вида газодинамических явлений в калийных рудниках как внезапные отжимы призабойной части пород, сопровождающиеся разрушением и выносом разрушенной породы в выработки. На Старобинском месторождении калийных солей зафиксирована новая природная опасность - внезапные выбросы соли и газа из почвы за крепью сопряжения в лавах, отрабатывающих слои Третьего калийного пласта. Кроме того, увеличивается интенсивность ведения горных работ, разрабатываются новые технологии, усложняются горногеологические условия. Практика ведения горных работ требует создания и широкого применения эффективных способов управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ. Установлено, что строящиеся 5 и 6 рудники Старобинского месторождения калийных солей с точки зрения проявления газодинамических явлений будут еще более опасными. На сегодня остаются нерешенными проблемы исследования зависимости газодинамических явлений от характеристик используемой горно-добычной техники, в частности формы исполнительного органа горно-добычного комбайна, управления газодинамическими явлениями путем использования специальных эффективных технических средств, применительно к условиям калийных рудников. В первую очередь речь идет о создании нового высокопроизводительного комбайна, обеспечивающего в условиях калийных рудников оптимальную форму забоя и защиту шахтеров от газодинамических явлений. Кроме того, необходимо обеспечить дальнейшее развитие механико-математических моделей и геомеханическое обоснование методов прогноза и способов управления газодинамическими явлениями. При этом особое внимание следует уделить такому слабо изученному вопросу, как моделирование и исследование системы «горно-добычная техника - массив горных пород с очагом газодинамического явления», рассматривая данную систему как единый объект. В соответствии с требованиями практики ведения горных работ необходимо дальнейшее совершенствование способов предотвращения газодинамических явлений в условиях применения высокопроизводительных добычных комплексов.

Таким образом, проблема дальнейшей разработки безопасных и эффективных способов, а также создания новых технических средств борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках является актуальной и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Связь работы с крупными научными программами и темами.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с комплексными научно-техническими программами Государственного комитета Республики Беларусь по промышленности и межотраслевым производствам, Белорусского государственного концерна по нефти и химии, а также программами организационно-технических мероприятий, направленных на повышение безопасности работ на промышленных объектах «РУП «ПО «Беларуськалий». В выполнении научно-исследовательских работ автор принимал участие как ответственный исполнитель и научный руководитель. Диссертационная работа обобщает результаты исследований по темам, выполненным при участии и под руководством автора (№№ гос. регистрации 01850048106, 84058723,87137548,01910005145, 01920008634,199467).

Цель работы - разработка безопасных и эффективных способов и создание новых технических средств борьбы с газодинамическими явлениями (внезапные отжимы призабойной части массива; внезапные выбросы соли и газа из почвы за крепью сопряжения в лавах и др.) в условиях калийных рудников.

Основная идея работы заключается в обосновании и целенаправленном использовании в качестве технического средства борьбы с газодинамическими явлениями проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя, а также в обосновании совместного воздействия специальных технических средств и способов управления газодинамическими явлениями.

Задачи исследований. Для достижения намеченной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка математической модели напряженно-деформированного состояния породного массива с очагом газодинамических явлений в окрестностях забоя одиночной выработки при варьировании его пространственной формы;

2. Определение рациональной формы забоя для отработки участков, опасных по отжимам пород из призабойной части;

3. Выявление закономерностей разрушения калийной соли режущим инструментом и установление зависимостей сил, действующих на резец, определение рациональных параметров и схем расстановки режущего инструмента, разработка методики расчета режимов работы исполнительного органа комбайна;

4. Разработка рациональных параметров компоновочных узлов (технического задания на создание) проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя;

5. Выявление закономерностей управления энергией в выбросоопасной зоне при бурении в соляном массиве врубовых скважин большого диаметра, разработка методики расчета и определение оптимальных параметров буровзрывных работ для инициирования выбросов соли и газа;

6. Разработка способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках на основе искусственного инициирования выброса соли и газа и технических средств их реализации;

7. Экспериментальные и промышленные испытания разработанных способов и технических средств борьбы с газодинамическими явлениями.

Методы исследований включают: анализ, сравнение и научное обобщение выполненных работ и исследований по изучаемому вопросу; общенаучные методы аналогий, синтеза, идеализации и построения гипотез; методы натурного шахтного эксперимента и опытно-промышленных испытаний; методы математического и компьютерного моделирования; методы и подходы геомеханики, механики машин и механизмов, механики деформируемого твердого тела, геофизики. При получении и обработке фактического материала использовались визуальные наблюдения, зарисовки, фотографирование, прямые замеры результатов механического и взрывного воздействия на соляной породный массив.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическая модель напряженно-деформированного состояния породного массива с очагом газодинамических явлений в окрестностях забоя одиночной выработки при варьировании его пространственной формы.

2. Способы управления газодинамическими процессами в забое подготовительной выработки путем выбора рациональной формы забоя.

3. Методы расчета режимов работы исполнительного органа комбайна и определение оптимальной совокупности его основных параметров для создания сферически-плоской и конусообразной формы забоя.

4. Закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне соляного породного массива при использовании врубовых скважин большого диаметра.

5. Закономерности влияния параметров буровзрывных работ на эффективность управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ.

6. Способы управления газодинамическими процессами на основе искусственного инициирования выброса соли и газа и технические средства их реализации.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Впервые разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния соляного породного массива с очагом газодинамического явления в окрестности забоя одиночной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы;

2. Установлены параметры рациональной формы забоя для отработки участков калийных пластов, опасных по газодинамическим явлениям;

3. Установлены новые закономерности разрушения калийной соли режущим инструментом и зависимости сил, действующих на резец, рациональные режимы работы, параметры и схемы расстановки режущего инструмента исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для сферически-плоской и конусообразной формы забоя, применительно к условиям калийных рудников;

4. Разработаны новые рациональные параметры компоновочных узлов проходческо-очистного комбайна для создания в массиве горных пород сферически-плоской и конусообразной формы забоя;

5. Выявлены новые закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне соляного породного массива при использовании врубовых скважин большого диаметра;

6. Выявлены новые закономерности влияния параметров буровзрывных работ на эффективность управления газодинамическими процессами при ведении подготовительных и очистных работ в калийных рудниках;

7. Разработаны новые способы управления газодинамическими процессами на основе искусственного инициирования выбросов соли и газа в зонах геологических нарушений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

• корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

• использованием больших объемов фактических материалов, полученных на калийных рудниках, выполнением большого объема лабораторных и натурных исследований, применением современных методов анализа и обработки статистического материала;

• положительными результатами опытно-промышленных испытаний проходческо-очистных комбайнов со сферически-плоской и конусообразной формой забоя и способов предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок и в зонах геологических нарушений;

• хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных результатов (в пределах 80-85%);

• положительными результатами опытно-промышленных испытаний способов управления газодинамическми процессами в зонах геологических нарушений.

Практическая значимость работы заключается в том, что все выполненные исследования доведены до научно обоснованных, экспериментально подтвержденных, применимых в инженерной практике методик и алгоритмов, представляющих собой научно-методическую базу, позволившую, в свою очередь, создать эффективные технические средства борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках.

Результаты работы использованы в отраслевых методических и нормативных документах.

На РУП «ПО «Беларуськалий» внедрены:

1. Рекомендации по применению параметров буровзрывных работ с врубовыми скважинами большого диаметра для инициирования выбросов соли и газа из выбросоопасных геологических нарушений при проведении передовой выработки. - 2000 г.;

2. Рекомендации по дегазации пород почвы при отработке лавами слоев II, III Третьего пласта на участках выемочных столбов, опасных по газодинамическим явлениям из почвы горных выработок. - 2004 г.

Разработанные параметры компоновочных узлов (технические задания на создание) проходческо-очистных комбайнов и технические требования к их исполнительным органам были использованы на ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» при создании новых комбайнов со сферически-плоской и конусообразной формой забоя, предназначенных для отработки участков калийных месторождений, опасных по внезапным отжимам пород из призабойной части. Комбайны успешно прошли опытно-промышленные испытания на РУП «ПО «Беларуськалий».

Экономический эффект от внедрения способа управления выбросоопасностью путем искусственного инициирования выброса соли и газа в компенсационную выработку при пересечении гидромеханизированными комплексами выбросоопасных зон составляет 56,2 млн. руб. РФ в год. Экономическая эффективность способа управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения путем его дегазации и разгрузки составляет 10,4 млн. руб. РФ в год.

Личный вклад автора заключается:

• в разработке основной идеи работы, постановке задач исследований, разработке методологии и методик их решения;

• в установлении общих закономерностей напряженно-деформированного состояния массива в окрестности забоя одиночной подготовительной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы с учетом источника газодинамического явления;

• в разработке технического задания и методики расчета режимов работы исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для придания забою подготовительной выработки сферически-плоской и конусообразной формы;

• в обосновании возможности бурения скважин большого диаметра для инициирования выбросов соли и газа буровзрывными работами;

• в разработке технических средств и технологических решений для предотвращения газодинамических явлений в разрабатываемых калийных пластах;

• в непосредственном участии в экспериментальных работах и промышленных испытаниях, анализе полученных данных, составлении схем, получении графиков, диаграмм, выводе аналитических и корреляционных зависимостей.

Апробаиия результатов диссертации. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на II Международной научно-технической конференции «Проблемы безопасности жизнедеятельности» (Солигорск, 1999), на семинарах-совещаниях Проматомнадзора Республики Беларусь по обмену опытом надзора за безопасным ведением горных работ и комплексным использованием полезных ископаемых на Старобинском месторождении калийных солей (Солигорск, 2000-2005), на Международных научно-технической конференциях «Охрана труда в подземных и открытых шахтах и рудниках» (Болгария, Варна, 1998-2002), на технических совещаниях РУП «ПО «Беларуськалий» (Солигорск, 2000-2005), на научно-технических советах ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» (1999-2005).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 43 научные работы общим объемом 922 страницы, в том числе монографий -3, статей в научных журналах - 19, статей в научных сборниках - 16, получено патентов на изобретения - 5.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 278 страниц, в том числе 156 страниц машинописного текста, 104 рисунка, 32 таблицы. Список использованных источников включает 212 наименований.

6.8. Выводы

В процессе выполненных исследований по разработке способов управления газодинамическими процессами в калийных рудниках получены следующие результаты:

1. Разработана и внедрена методика оконтуривания выбросоопасных геологических нарушений на уровне разрабатываемых сильвинитовых слоев, представляющая собой современную сейсмотехнологию на базе веерной системы наблюдений и включающая в себя процедуру сканирования пространства между горными выработками, регистрацию упругих колебаний портативной сейсмостанцией, запись и обработку данных с помощью специализированного пакета прикладных программ, выдачу результатов в виде двумерных томографических сечений с восстановленными значениями параметров поля упругих колебаний, а при наличии контуров геологических нарушений с их указанием.

2. Разработана и внедрена методика прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, в породах, подстилающих III калийный горизонт, основанная на исследованиях особенностей формирования волновых полей искусственно возбуждаемых упругих колебаний и представляет собой сейсмотехнологию, включающую невзрывное возбуждение упругих колебаний в породах почвы, регистрацию отраженных и преломленных волн портативной сейсмостанцией, обработку и выдачу результатов с указанием зон , опасных по газодинамическим явлениям.

3. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах, состоящий в проведении компенсационной выработки в зону оконтуренного СПМ-томографией выбросоопасного нарушения с последующим искусственным инициированием выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием. При этом для гарантированного инициирования выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием в компенсационную выработку отношение площади обнажения выбросоопасных пород к его периметру должно быть более 0,23 м.

4. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения, состоящий в детальном изучении строения зоны нарушения методом сейсмопросвечивания, проведении по центру нарушения опережающей выработки в режиме дистанционного управления включением и выключением проходческого комбайна, бурении дегазационных шпуров в кровлю и стенки выработки, разгрузку кровли сотрясательным взрыванием. Установлено, что оптимальный шаг бурения дегазационных шпуров в кровлю составляет 6,0 м, в стенки - 3,0 м, а глубина шпуров должна быть не менее 6,0 м. Разгрузка кровли опережающей выработки сотрясательным взрыванием производится по всей ее длине.

5. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в применении разгрузочно-дегазационных щелей, проводимых в бортовых штреках лавы, отрабатывающей слои II, III. Разгрузочно-дегазационные щели позволяют разгрузить породы почвы от действия горизонтальной составляющей сил горного давления, уменьшить деформации упругого восстановления и частично их дегазировать.

6. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, реализующийся путем проходки дегазационных выработок в опасных зонах, установленных методом прогноза. Дегазационные выработки могут проходиться по центру опасной зоны в пределах выемочного столба или участками со стороны бортовых штреков лавы. При этом для дегазации пород в почву выработки бурятся сразу за проходческим комбайном шпуры с шагом не более 2,5 м и глубиной, обеспечивающей перебуривание контакта слой ПКС - 12 горизонт не менее чем на 0,2 м.

7. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в бурении дегазационных скважин в опасных зонах, установленных в результате выполнения предварительного прогноза. Параметры дегазационного бурения: диаметр скважин - не менее 0,04 м; глубина - мощность слоя ПКС плюс 0,2 м; расстояние между скважинами - не более 4,8 м. Этот способ управления газодинамическими процессами является эффективным при надежном прогнозе опасных зон в пределах выемочного столба.

8. Разработан и внедрен способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в торпедировании пород почвы с помощью буровзрывных работ. Параметры торпедирования для взрывчатого вещества аммонит 6ЖВ: длина заряда ВВ - 5,0 м; тип заряда -торпедозаряд специальной конструкции в жесткой оболочке; диаметр скважин - не менее 100 мм; радиус зоны трещинообразования при диаметре скважин 100 мм и 120 мм соответственно - 3,4 м и 3,8 м; расстояние между скважинами диаметром 100 мм и 120 мм соответственно - 6,8 м и 7,6 м. По сравнению с дегазационным бурением количество скважин диаметром 100 мм или 120 мм снижается в опасной зоне соответственно в 1,4 или 1,6 раза.

Промышленные испытания на III калийном горизонте рудников 1 РУ и 3 РУ РУП «ПО «Беларуськалий» способов управления газодинамическими процессами в разрабатываемых пластах показали их высокую надежность и эффективность. В настоящее время способы управления газодинамическими процессами реализованы в технологических схемах и являются нормативными. Для управления газодинамическими явлениями в породах, подстилающих III калийный горизонт, в условиях рудника 1 РУ применяется бурение дегазационных скважин в почву горных выработок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены принципиально новые высоко эффективные научно-обоснованные способы и технические средства для предотвращения и управления газодинамическими явлениями в подготовительных и очистных горных выработках, пройденных в соляном породном массиве. Внедрение разработанных способов и технических средств позволит существенным образом повысить безопасность и эффективность ведения горных работ в условиях месторождений калийных солей.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель напряжено-деформированного состояния соляного породного массива с очагом газодинамических явлений в окрестностях забоя одиночной подготовительной выработки плоской, сферически-плоской и конусообразной формы. Установлено, что управление газодинамическими процессами в окрестностях забоя подготовительной выработки может осуществляться выбором рациональной формы забоя путем изменения формы исполнительного органа комбайна. Используя количественные и качественные характеристики напряженно-деформированного состояния массива, разработанная модель позволяет определить тип и величину нагрузок на режущий орган комбайна.

2. Доказано, что сферически-плоская и конусообразная форма забоя по сравнению с плоской формой обеспечивают более устойчивое состояние соляного породного массива впереди забоя за счет существенного снижения уровня действующих в массиве напряжений и деформаций. Так, сферически-плоская форма забоя, в сравнении с плоской позволяет в 5-8 раз уменьшить объем разрушенной породы при газодинамических явлениях и направляет газосолевой поток на исполнительный орган комбайна, предотвращая поражение шахтеров в призабойном пространстве. Не менее эффективным решением проблемы является формирование конусообразной формы забоя.

3. Установлены функциональные зависимости между основными параметрами процесса резания калийной соли резцами различных типов. Доказано, что исполнительные органы проходческо-очистных комбайнов, предназначенных для добычи калийных солей должны преимущественно оснащаться неподвижными резцами стандартной формы. Круглые резцы, имеющие возможность вращения вокруг собственной оси, целесообразно применять лишь при повышенной абразивности пород, содержащих большое количество глинистых и песчано-глинистых сланцев. Установлено, что независимо от типа резца шахматная схема разрушения является более предпочтительной, чем последовательная схема, как исходя из удельных энергозатрат, так и по формирующимся боковым усилиям на резец при одинаковых удельных энергозатратах.

4. Разработана методика расчета режимов работы и определения оптимальной совокупности основных конструктивных и режимных параметров исполнительного органа комбайна для создания сферически-плоской и конусообразной формы забоя. Выполнен расчет и обоснование основных параметров исполнительного органа проходческо-очистного комбайна. Разработаны рациональные параметры компоновочных узлов (технические задания на создание) проходческо-очистного комбайна со сферически-плоской и конусообразной формой забоя. Образцы комбайнов были изготовлены на ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством», прошли опытно-промышленные испытания на участках шахтного поля Старобинского месторождения калийных солей, опасных по газодинамическим явлениям и показали высокую безопасность и эффективность. За все время эксплуатации комбайнов в забоях не было отмечено случаев интенсивных отжимов призабойной части пород, которые сопровождались бы травмированием шахтеров и разрушением элементов оборудования.

5. Выявлены закономерности управления энергией в выбросоопасной зоне при наличии в соляном массиве врубовых скважин большого диаметра. Обоснована возможность бурения скважин большого диаметра (более 80 мм) для инициирования выбросов соли и газа в процессе пересечения выбросоопасных геологических нарушений. Безопасное управление энергией в выбросоопасной зоне достигается путем направленного создания в массиве обнажений с определенными отношениями геометрических параметров. Даны аналитические выражения для расчетов предельных значений критерия отношения площади к периметру обнажения и рассчитано нижнее предельное критическое значение этого отношения для калийных рудников. Установлено, что критическая величина диаметра скважины, при котором возможно образование трещин отрыва с последующим развитием выброса соли и газа, составляет 0,87 м. При меньших диаметрах скважин образование трещин отрыва и развитие в скважину выброса соли и газа не происходит. Разработана методика расчета оптимальных параметров буровзрывных работ, которые обеспечивают эффективное управление газодинамическими процессами при инициировании выбросов соли и газа в подготовительные и очистные горные выработки. Оптимальные параметры буровзрывных работ позволяют ограничить интенсивность выбросов соли и газа за счет регулирования размеров выпускного отверстия и применения эффекта самозабучивания.

6. Разработаны следующие способы управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах:

- способ управления газодинамическими процессами в лаве путем искусственного инициирования выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием с рациональными параметрами;

- способ управления газодинамическими процессами в разрабатываемых калийных пластах, состоящий в проведении компенсационной выработки в зону оконтуренного СПМ-томографией выбросоопасного нарушения с последующим искусственным инициированием выброса соли и газа камуфлетно-сотрясательным взрыванием;

- способ управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения, состоящий в детальном изучении строения зоны нарушения методом сейсмопросвечивания, проведении по центру нарушения опережающей выработки в режиме дистанционного управления включением и выключением проходческого комбайна, бурении дегазационных шпуров в кровлю и стенки выработки, разгрузку кровли сотрясательным взрыванием;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в применении разгрузочно-дегазационных щелей, проводимых в бортовых штреках лавы, отрабатывающей слои II, III;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в торпедировании пород почвы с помощью буровзрывных работ;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, реализующийся путем проходки дегазационных выработок в опасных зонах, установленных методом прогноза. Дегазационные выработки могут проходится по центру опасной зоны в пределах выемочного столба или участками со стороны боровых штреков лавы;

- способ управления газодинамическими процессами в почве горных выработок, состоящий в бурении дегазационных скважин в опасных зонах, установленных в результате выполнения предварительного прогноза;

- способ управления газодинамическими процессами в почве при проходке подготовительных и специальных выработок в слое подстилающей каменной соли путем принудительной дегазации пород почвы с помощью бурения дегазационных шпуров.

7. Внедрение основных результатов исследований выполнено в РУП «ПО «Беларуськалий». Экономический эффект от внедрения способа управления выбросоопасностью путем искусственного инициирования выброса соли и газа в компенсационную выработку при пересечении гидромеханизированными комплексами выбросоопасных зон составляет 56,2 млн. руб. РФ в год. Экономическая эффективность способа управления газодинамическими процессами в зоне комбинированного геологического нарушения путем его дегазации и разгрузки составляет 10,4 млн. руб. РФ в год.

1. Высоцкий В.А., Гарецкий Р.Г., Кислик В.З. Калиеносные бассейны мира. Минск: Наука и техника, 1988. - 387 с.

2. Калийные соли Припятского прогиба / Гарецкий Р.Г., Высоцкий Э.А., Кислик В.З. и др. Минск: Наука и техника, 1984.- 182 с.

3. Девонские соленосные формации Припятского прогиба / Гарецкий Р.Г., Кислик В.З., Высоцкий Э.А. и др. Минск: Наука и техника, 1982.-208 с.

4. Геология и петрография калийных солей Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1969. - 367 с.

5. Совершенствование технологии разработки Старобинского калийного месторождения / Петровский Б.И., Прушак В.Я., Щерба В.Я., Зубович B.C. // Горный журнал. 2003, № 12, с.27-31.

6. Развитие способов сохранения горных выработок на калийных рудниках / Петровский Б.И., Щерба В.Я., Губанов В.А., Поляков A.JL, Зубович B.C. // Горный журнал. 2003, № 11, с.16-19.

7. Щерба В.Я. Селективная выемка Третьего пласта на полную мощность двухшнековым комбайном // Технология и механизация подземной добычи калийных руд: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня. М.: Изд-во МГГУ, 2004. - №5. - С.27-34.

8. Щерба В.Я. Технология слоевой выемки Третьего пласта для сложных горно-геологических условий // Технология и механизация подземной добычи калийных руд: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня. М.: Изд-во МГГУ, 2004. - №5. - С. 18-26.

9. Международный тектонический словарь / Пер. с англ.; Под ред. Денниса Дж., Муравски К., Вебера К. М.: Мир, 1991. - 190 с.

10. Андрейко С.С. Внезапный выброс соли и газа из почвы на руднике Первого рудоуправления ПО «Белорускалий» // Бюлл. Бел. горн, академ. -1998, № 1(2), с.37-41.

11. Андрейко С.С., Петровский Б.И., Андрейко Л.В. Методы прогноза и способы предотвращения газодинамических явлений из почвы горных выработок // Горная механика: научн.-техн. журнал. -1998, № 1, с.29-35.

12. Зубов В.П., Смычник А.Д. Внезапные выбросы соли и газа в калийных рудниках и их предупреждение // Горный журнал, 1998, №11-12, с.85-87.

13. Андрейко С.С. Гипотезы и модели механизма возникновения газодинамических явлений в шахтах // Горная механика: научно-технический журнал.-2002, №2, с.3-8.

14. Андрейко С.С. Состояние проблемы борьбы с газодинамическими явлениями в калийных рудниках на Верхнекамском и Старобинском месторождениях калийных солей // Горное эхо: вестник Горного института УрО РАН. -2003, №1(11), с.2-5.

15. Щерба В.Я. Обоснование возможности бурения врубовых скважин при инициировании выбросов соли и газа // Сб. ст. «Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках». Горный информационно-аналитический бюл. М.: Изд-во МГГУ, 2004. - №5. - С.24-33.

16. Яхеев В.В., Фомина В.Д. Особенности газодинамических явлений в краевой зоне на Старобинском месторождении калийных солей // Известия вузов. Горный журнал. 1983, № 1, с. 44-46.

17. Яхеев В.В. Разработка методов прогноза газодинамических явлений и совершенствование способов отработки краевых зон калийных месторождений: Автореф. дисс. к-та техн. наук. Л., 1985.-20 с.

18. Проскуряков Н.М. Внезапные выбросы породы и газа в калийных рудниках. М.: Недра, 1980. - 264 с.

19. Проскуряков Н.М., Фомина В.Д., Рожков В.К. Газодинамические явления на Солигорских калийных рудниках. Минск: Полымя, 1974.-212 с.

20. Проскуряков Н.М., Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Управление газодинамическими процессами в пластах калийных руд. М.: Недра, 1988.-239 с.

21. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. -Минск, 1995.-213 с.

22. Вагин В.Б. Выявление и изучение выбросоопасных структур сейсмическими методами в подземных условиях Старобинского калийного месторождения: Автореф. дисс. к-та геол. мин. наук.-Л., 1979.-20 с.

23. Кириченко A.C. Разработка метода прогнозирования и совершенствования способов предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках: Автореф. дисс. д-ра техн. наук. -С.-Пб., 1992.-47 с.

24. Ковалев О.В. Научные основы разработки выбросоопасных калийных пластов: Автореф. дисс. д-ра техн. наук. JL, 1982. -36 с.

25. Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Проведение очистных и подготовительных выработок по выбросоопасным калийным пластам // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. -Пермь, 1983.-с. 133-139.

26. Андреев A.B. Метод предварительной обработки выбросоопасного массива при выемке калийных пластов с обрушением кровли // Комплексно-механизированная подготовка и отработка шахтных полей калийных рудников: Сб. научн. тр. Л., 1982. - с. 87-93.

27. Андреев A.B. Технология очистных и подготовительных работ в выбросо-опасных зонах геологических нарушений с применением способа гидрообработки: Автореф. дисс. к-та техн. наук. Л., 1986. - 22 с.

28. Пермяков P.C., Проскуряков Н.М. Внезапные выбросы соли и газа. Л.: Недра, 1972. - 180 с.

29. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород. М.: Недра, 1991. - 368 с.

30. Медведев И.И., Полянина Г.Д. Газовыделения на калийных рудниках. М.: Недра, 1974. - 168 с.

31. Петросян А.Э., Иванов Б.М., Крупеня В.Г. Теория внезапных выбросов. М.: Наука, 1983. - 152 с.

32. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра, 1983. - 280 с.

33. Андрейко С.С., Калугин П.А., Щерба В.Я. Газодинамические явления в калийных рудниках: генезис, прогноз и управление. -Мн.: Вышэйшая школа, 2000. 335с.

34. Карагодин Л.Н., Розанцев Е.С. Способы борьбы с внезапными выбросами угля и газа. М.: Недра, 1973. - 206 с.

35. Куликов А.П. Пути решения проблемы борьбы с внезапными выбросами угля и газа // Уголь. 1975, № 11, с.15-21.

36. Петросян А.Э. Выделение метана в угольных шахтах. М.: Наука, 1975.- 188 с.

37. Чернов О.И., Розанцев Е.С. Подготовка шахтных полей с газовыбросоопасными пластами. М.: Недра, 1975. - 287 с.

38. Предупреждение внезапных выбросов угля и газа в угольных шахтах. М.: Недра, 1965. - 211 с.

39. Николин В.И., Меликсетов С.С., Беркович И.М. Выбросы породыи газа. М.: Недра, 1967. - 81 с.

40. Николин В.И., Лысиков Б.А., Ярембаш И.Ф. Выбросоопасные породы больших глубин. Донецк: Донбасс, 1968. - 80 с.

41. Степанович Г.Я., Николин В.И., Лысиков Б.А. Газодинамические явления при подготовке глубоких горизонтов. Донецк: Донбасс, 1970. -110 с.

42. Прогноз и предотвращение выбросов пород и газа / Потураев В.Н., Зорин А.Н., Забигайло В.Е. и др. Киев: Наук. Думка, 1986.- 160 с.

43. Шевелев Г.А. Динамика выбросов угля, породы и газа. Киев: Наук. Думка, 1989.- 160 с.

44. Бобров И.В. Проведение подготовительных выработок на пластах, опасных по выбросам угля и газа. Макеевка: МакНИИ, 1959.-200 с.

45. Бобров И.В., Кричевский P.M. Борьба с внезапными выбросами угля и газа. Киев: Технжа, 1964. - 264 с.

46. Волошин Н.Е., Тарасьев В.И. Борьба с выбросами в шахте. -Донецк: Донбасс, 1968. 64 с.

47. Глушко В.Т., Зорин А.Н. Выбросы пород в горных выработках глубоких шахт Донбасса. Киев: Наук. Думка, 1972. - 114 с.

48. Забигайло В.Е., Лукинов В.В., Широков А.З. Выбросоопасность горных пород Донбасса. Киев: Наук. Думка, 1983. - 285 с.

49. Физико-химический способ предотвращения газодинамических явлений в угольных шахтах / Абрамов Ф.А., Олейник В.Я., Репка В.В. и др. Киев: Наук. Думка, 1982. - 108 с.

50. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. М.: Госгортехиздат, 1961.-363 с.

51. Бобров И.В., Кричевский P.M., Михайлов В.И. Внезапные выбросы угля и газа на шахтах Донбасса. М.: Углетехиздат, 1954.-515 с.

52. Волошин Н.Е. Внезапные выбросы и борьба с ними в угольных шахтах. Киев: Техшка, 1985. - 127 с.

53. Грицко Г.И., Вылегжанин В.Н. Оптимизация технологии на пластах, опасных по газодинамическим явлениям // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1976, № 1, с.27-34.

54. Айруни А.Т., Кузнецов Г.И., Слепцов Е.И. Способы и средства дегазации угольных пластов в практике наиболее развитых стран мира. М.: ВИНИТИ, т.36,1985. - 219 с.

55. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. М.: Недра, 1981. - 332 с.

56. Васючков Ю.Ф. Физико-химические способы дегазации угольных пластов. М.: Недра, 1986. - 255 с.

57. Колмаков В.А. Метановыделение и борьба с ним в шахтах. М.: Недра, 1981.- 134 с.

58. Морев A.M., Евсеев Н.И. Дегазация сближенных пластов. М.: Недра, 1975.- 168 с.

59. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. М.: Недра, 1979. - 271 с.

60. Обработка выбросоопасных пластов водными растворами ПАВ / Алексеев А.Д., Стариков Г.П. и др. Киев: Технжа, 1988. - 84 с.

61. Технология управления газодинамическими и геомеханическими процессами в угольных шахтах / Презент Г.М., Баймухаметов С.К., Швец И.А. и др. Караганда, 1994. - 117 с.

62. Пучков JT.A., Аюров В.Д. Синергетическая концепция управления горнотехнологическими процессами в угольных шахтах. М.: МГИ, 1991.-47с.

63. Пучков JT.A., Сластунов C.B., Баймухаметов С.К. Новые технологии извлечения метана из угленосной толщи на полях действующих шахт для повышения безопасности горных работ // Горн, информ.-аналит. бюл. 2001, № 5, с.6-14.

64. Сластунов C.B. Управление газодинамическим состоянием угольного пласта через скважины с поверхности. М.: МГИ, 1991.-213 с.

65. Управление свойствами и состоянием угольных пластов с целью борьбы с основными опасностями в шахтах / Ржевский В.В., Братченко Б.Ф., Бурчаков A.C. и др. М.: Недра, 1984. - 327 с.

66. Технология гидродинамического воздействия на газовыбро-соопасный углепородный массив через скважины с профилем пространственного типа / Ярунин С.А., Диколенко Е.Я., Пережилов А.Е. и др. М.: Полимеджа, 1996. - 430 с.

67. Ковалев О.В. Борьба с газодинамическими явлениями на калийных рудниках // Безопасность труда в промышленности. -1980, №6, с. 51-53.

68. Ковалев O.B. Научные основы разработки выбросоопасных калийных пластов: Автореф. дисс. д-ра техн. наук. Л., 1982. -36 с.

69. Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Проведение очистных и подготовительных выработок по выбросоопасным калийным пластам // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. -Пермь, 1983, с. 133-139.

70. Жихарев С.Я., Полянина Г.Д., Падерин Ю.Н. Разработка способа предотвращения динамических явлений для условий 2-го и 3-го Березниковских рудников // Технология и безопасность горных работ в калийных рудниках: Сб. научн. тр. Пермь, 1985, с. 104108.

71. Виноградов Ю.А., Полянина Г.Д., Папулов JI.M. Оценка влияния разрезных-разгружающих выработок на напряженно-деформированное состояние соляного массива // Физические процессы горного производства. JI., 1989, с. 90-94.

72. Полянина Г.Д., Виноградов Ю.А. Технология отработки выбросоопасного соляного пласта с предварительным проведением разгружающих щелей // Повышение эффективности процессов добычи и переработки соли. М., 1988, с. 105-106.

73. Алыменко Н.И., Трифанов Г.Д. Устройство для нарезки разгрузочной щели // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1986, с. 121-125.

74. Allgemeine Bergverordnung fur das Land Hessen (ABV) vom 6. Juni 1969 (Stanz.s. 1075), zuletzt geändert durch Verordnung vom 9. Dezember 1986 (BGBJ. IS. 2631).

75. Полянина Г.Д., Виноградов Ю.А. Управление выбросоопасностью карналлитового пласта с помощью разгружающе-дегазационных щелей и скважин // Физические процессы горного производства: Сб. научн. тр. М., 1991, с. 5153.

76. Виноградов Ю.А. Результаты шахтных испытаний эффективности разгружающих скважин для предотвращения выбросов карналлита и газа // Проблемы безопасной разработкикалийных месторождений: Сб. научн. тр. Минск, 1990, с. 101102.

77. Виноградов Ю.А. Исследование и разработка способа предотвращения внезапных выбросов соляных пород и газов: Автореф. дисс. к-та техн. наук. -Л.: 1991. -18 с.

78. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа (РД 05-350-00).-М., 2000, с. 120-303.

79. Состояние и направления совершенствования технологии проведения выработок по выбросоопасным пластам / Волков В.Т., Ковалев А.П., Коган Б.Д. и др. // Обзорная информация: ЦНИЭИуголь. М., 1985.-25с.

80. Айруни А.Т., Зенкович Л.М. Разработка угольных пластов в шахтах с высоким уровнем выделения метана и газодинамическими явлениями за рубежом // Обзорная информация: ЦНИЭИуголь. М., 1988.-61с.

81. Eckart D., Gimm W., Thoma К. Plötzliche Ausbruche von Gestein und Gas im Bergbau. F.F.-H. Leipzig: 1966. 335 s.

82. Технология подземной разработки калийных руд / Зильбершмидт В.Г., Синопальников К.Г., Полянина Г.Д. и др. -М.: Недра, 1977.-287 с.

83. Андрейко С.С., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Анализ геологических условий возникновения газодинамических явлений на Старобинском месторождении калийных солей // Горная механика : научно-технический журнал. 2002. - №1. - С.89-93.

84. Андрейко С.С., Шаманский Г.П. Мероприятия по предупреждению газодинамических явлений в калийных рудниках // Повышение безопасности горных работ в угольной промышленности (борьба с внезапными выбросами и горными ударами). М., 1978, с. 7-9.

85. Механизм инициирования динамических явлений в подготовительных забоях / Ержанов Ж.С., Векслер Ю.А., Жданкин H.A. и др. Алма-Ата: Наука, 1984. - 224 с.

86. Векслер Ю.А., Жданкин H.A., Колоколов С.Б. Решение пространственных задач теории упругости для подготовительной выработки // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1981, № 4, с. 15-23.

87. Жданкин H.A., Колоколов С.Б. Об использовании результатов решения плоской задачи для определения деформированного состояния массива горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1982, № 1, с.97-98.

88. Векслер Ю.А., Жданкин H.A., Колоколов С.Б. О механизме инициирования внезапного выброса вблизи геологического нарушения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983, № 2, с.3-8.

89. Жданкин H.A., Колоколов С.Б. О рациональной форме породного обнажения в подземных выработках // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1989, № 3, с.66-71.

90. Щерба В.Я., Дакуко H.A. Анализ существующих технических средств предотвращения газодинамических явлений из забоя при комбайновом способе проведения горных выработок // Горный информационно-аналитический бюл. М.: Изд-во МГГУ, 2006. -Вып.1.-С.62-72.

91. Влияние формы забоя на напряженное состояние призабойного пространства горной выработки / Зорин А.Н., Дихтяр A.A., Синюков Ю.М. и др. // Шахтное строительство. 1975, № 4, с.16-18.

92. Зорин А.Н. Управление динамическими проявлениями горного давления. М.: Недра, 1978. - 175 с.

93. Зорин А.Н. Внезапные выбросы в горных выработках глубоких шахт // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1970, № 5, с.5-13.

94. Большинский М.И. Проведение выработок по выбросоопасным угольным пластам и породам. М.: ЦНИЭИуголь, 1977.-32 с.

95. Поляков Н.С., Зорин А.Н. К вопросу проходки горных выработок в выбросоопасных породах комбайном // Выбросы породы и газа. Киев: Наук, думка, 1971, с.150-155.

96. Проведение выработок по выбросоопасным породам с использованием комбайна кернового типа / Поляков Н.С., Абрамов Ф.А., Полуянский С.А. и др. // Шахтное строительство. 1973, № 11, с.4-6.

97. Большинский М.И., Зорин А.Н. Исследование безопасных параметров проведения выработок по выбросоопасным породам проходческими комбайнами // Труды МакНИИ, сер. Брьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах. 1975, №11, с.154-159.

98. Большинский М.И., Матлак Е.С., Федченко А.Е. Проведение выработки по выбросоопасным песчаникам проходческим комбайном. М.: ЦНИЭИуголь, 1977. - 15 с.

99. Зорин А.Н. Управление освобождением энергии напряженного горного массива и ее использование при проведении выработок // Внезапные выбросы на больших глубинах. Киев: Наук, думка, 1979, с. 12-15.

100. Промышленная проверка проведения выработок по крепким выбросоопасным породам комбайном «Ясиноватец-2» с полусферическим рабочим органом / Поляков Н.С., Абрамов Ф.А., Зорин А.Н. и др. // Шахтное строительство. -1974, №5, сЛ 1-13.

101. Механика и физика динамических явлений в шахтах / Зорин А.Н., Колесников В.Г., Софийский К.К. и др. Киев: Наук, думка, 1979.- 166 с.

102. Ю.Жданкин H.A., Колоколов С.Б. Анализ объемного напряженного состояния вокруг горной выработки ограниченной длины // Прикладная механика. 1983, т. 19, № 4, с.35-39.

103. Ш.Векслер Ю.А., Жданкин H.A., Колоколов С.Б. Напряженное и деформированное состояние массива в окрестности забоявыработки в зоне геологического нарушения // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках. Новосибирск, 1981, с.90-93.

104. Жданкин H.A. Некоторые вопросы управления массивом горных пород вокруг выработок // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках. Новосибирск, 1989, с.42-47.

105. ИЗ. Штейн М.Ш. Напряженно-деформированное состояние полупространства в окрестности торца круговой цилиндрической выемки // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1975, № 4, с. 15-21.

106. Зорин А.Н. О физико-механических основах выбросов пород в горные выработки // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1972, № 5, с.34-41.

107. Медведев Б.И., Осокин В.В. Условия возникновения внезапных выбросов угля и газа и механизм этих явлений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1973, №3,с.11-17.

108. Таранов П.Я., Антоневич Ю.И. Механизм отброса породы в выработку при выбросах породы и газа // Шахтное строительство. 1974, № 4, с. 18-19.

109. Большинский М.И. Природа и механизм газодинамических явлений в шахтах и принципы их предотвращения // Уголь. -1978, №9, с.30-34.

110. Зорин А.Н. Напряженно-деформированное состояние выбросоопасных пород // Выбросы породы и газа. Киев: Наук, думка, 1971, с.50-58.

111. Зорин А.Н., Долинина H.H., Колесников В.Г. Управление гетерогенным упруго-наследственным горным массивом. Киев: Наук, думка, 1981.-285 с.

112. Осипов С.Н. О некоторых общих закономерностях газодинамических явлений и новых направлениях борьбы с ними в угольных шахтах // Уголь Украины. 1979, № 7, с.31-34.

113. Упругие свойства горных пород и безопасность подземной разработки / Аршава В.Г., Осипов С.Н., Кучеба П.К. и др. -Киев: Технжа, 1979. 158 с.

114. Журавков М.А. Математическое моделирование деформационных процессов в твердых деформируемых средах (на примере задач механики горных пород и массивов). Минск: БГУ, 2002. -456 с.

115. Андрейко С.С., Некрасов C.B. Алгоритм решения неоднородной трехмерной упругой задачи непрямым методом граничных элементов // Известия вузов. Горный журнал. 2004, № 1, С.26-29.

116. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. М.: Мир, 1987. - 328 с.

117. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Метод граничных элементов в прикладных науках. М.: Мир, 1984. - 494 с.

118. Бреббия К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987. - 524 с.

119. Журавков М.А., Мартыненко М.Д. Теоретические основы деформационной механики блочно-слоистого массива соляных горных пород. Мн.:Университетское, 1995. 255с.

120. Щерба В.Я., Старовойтов Ю.В., Дакуко H.A. Структурный анализ надежности средств механизации процесса выемки калийных солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 81-88.

121. Щерба В.Я., Старовойтов Ю.В., Дакуко H.A. Структурный анализ надежности выемочных комплексов // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ, 2006.-Вып. 1.-С. 33-45.

122. Комбайн для селективной выемки Третьего калийного пласта на полную мощность / Щерба В .Я., Прушак В.Я., Петровский Б.И. и др. // Горная механика. 2004. - №3-4. - С.3-9.

123. Исследование основных закономерностей резания калийных солей: Отчет о НИР / Тульский политехнический институт. -Тула, 1973.- 126 с.

124. Остроухое И.В. Исследования резания соли с целью определения режима машин, работающих по соляному пласту: Автореф. Дис. . канд. тех. наук. Л., 1974. 20 с.

125. К. Хартман и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 552 с.

126. К. Даниел. Применение статистики в промышленном эксперименте. М.: Мир, 1979. - 227 с.

127. Н. Дрейнер, Г. Смит. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973. - 208 с.

128. Переработка природных солей и рассолов: Справочник / Под. Ред. И.Д. Соловьева. JL: Химия, 1973. - 169 с.

129. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Л.:Химия, 1989.-352 с.

130. Пермяков P.C. и др. Технология и автоматизация производства калийных удобрений. Л.: Химия, 1973. - 169 с.

131. Красников Ю.Д., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Горные машины. -Минск: Вышэйшая школа, 2003. 148 с.

132. Долговечность поворотных резцов комбайна при разработке месторождений калийной руды / В.Я. Щерба, А.Н. Башура, Д. Лаутербах и др. // Материалы, технологии, инструменты: международный научно-технический журнал. 1997. - №2. -С.104-105.

133. Щерба В.Я., Старовойтов B.C., Старовойтов Ю.В. Исследование влияния параметров режущего инструмента на усилия резания // Упрочнение, восстановление и ремонт на рубеже веков: Сб. науч. тр. Междунар. научн.-техн. конф. Новополоцк, 2001. -С.710-713.

134. Щерба В.Я., Выбор основных параметров исполнительного органа комбайна для создания забоя горной выработки сферически-плоской формы // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ, 2006. - Вып.1 -С.81-88.

135. Солод В.Д., Зайков В.И., Первов K.M. Горные машины и автоматизированные комплексы. М.: Недра, 1981. - 287 с.

136. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. - 324 с.

137. Титиевский Е.М., Русихин В.И. Машины и механизмы горных предприятий. М.: Недра, 1987. 236 с.

138. Бренер В.А., Зильберт И.С., Зыков В.А. Режимы работы комбайнов для добычи калийных руд. М.: Недра, 1978. - 156 с.

139. Красников Ю.Д., Солод C.B., Хазанов Х.И. Повышение надежности горных выемочных машин. М.: Недра, 1989. -215 с.

140. Малевич H.A. Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов. М.: Недра, 1975. - 248 с.

141. Старовойтов B.C., Щерба В.Я. Исследование влияния динамических нагрузок на исполнительный орган комбайна // Горная механика: научно-технический журнал. 2005. - №2. -С.60-78.

142. Щерба В.Я., Шаповалов В.И., Филипеня Г.Г. Повышение долговечности горных машин / Ресурсосберегающие экотехнологии: возобновление и экономия энергии, сырья и материалов: IV Международная научн.-техн. конф. Гродно, 2000.-С.160.

143. Зборщик М.П., Осокин В.В., Соколов Н.М. Предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах. Киев: Техника, 1984.-148с.

144. Изменение состояния горного массива при сотрясательном взрывании / Зборщик М.П., Осокин В.В., Пудак В.И., Кузяра В.И. // Уголь Украины. 1978, № 12, с. 10-12.

145. Мальцев В.М., Лыхин П.А., Соловьев В.А. Расчет линии наименьшего сопротивления шпуровых зарядов взрывчатого вещества при взрывной отбойке соляных пород // Калийная промышленность: Научн.-техн. реф. сб. М.: НИИТЭХИМ, 1978, №2, с. 8-11.

146. О работе прямого вруба в соляных породах / Мальцев В.М., Лыхин П.А., Кротов Л.Н. и др. // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь: 1980, с. 47-49.

147. Правин А.Б., Лыхин П.А., Соловьев В.А. Интенсификация проведения выработок в условиях пород, склонных к газодинамическим явлениям // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь: 1974, с. 30-33.

148. Руководство по ведению взрывных работ на калийных рудниках Верхнекамского месторождения. Пермь: 1984. -196 с.

149. Опытное определение оптимального интервала замедления / Лыхин П.А., Правин А.Б., Зильбершмидт В.Г. и др. // Горный журнал. 1970, №8, с.44-46.

150. Лыхин П.А., Правин А.Б., Зильбершмидт В.Г. Результаты исследования короткозамедленного взрывания на

151. Верхнекамских калийных рудниках // Известия вузов. Горный журнал. 1972, №2, с. 141-144.

152. Лыхин П.А., Зильбершмидт В.Г., Правин А.Б. Комплекты шпуров при проведении горных выработок. М.: Недра, 1973. -144с.

153. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. М.: Недра, 1992.-468 с.

154. Определение параметров комплекта шпуровых зарядов взрывчатых веществ / Безматерных В. А., Лыхин П. А., Лещуков H.H. и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1972, № 6, с.69-73.

155. Андрейко С.С., Мальцев В.М. Метод расчета цилиндрического вруба с учетом величины коэффициента разрыхления взрываемой породы // Известия вузов. Горный журнал. 2004, с.70-72.

156. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом (взрывные технологии в промышленности). М.: МГГУ, 1994, ч.Н, с.53.

157. Карагодин Л.Н., Розанцев Е.С. Взрывные работы на пластах, подверженных внезапным выбросам угля и газа. М.: Недра, 1970.-80 с.

158. Кутузов Б.Н. Теория, техника и технология буровых работ. М.: Недра, 1972.-312 с.

159. Мартынов А.Ф., Коровченко Г.М., Синельников Л.М. Нетиповые взрывные работы в угольных шахтах. М.: Недра, 1969. - 164 с.

160. Миндели Э.О. Буровзрывные работы при подземной добыче полезных ископаемых. М,: Недра, 1974. - 600 с.

161. Мосинец В.Н., Пашков А.Д., Латышев В.А. Разрушение горных пород. -М.: Недра, 1975. 215 с.

162. Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1967.-340 с.

163. Таранов П.Я. Буровзрывные работы. М.: Недра, 1964. - 372 с.

164. Справочник по буровзрывным работам / Друкованный М.Ф., Дубнов JÏ.B., Миндели Э.О. и др. М.: Недра, 1976. - 631 с.

165. Проскуряков Н.М., Губанов В.А. Результаты определения напряжений в калийных рудниках ультразвуковым методом // Технология и безопасность горных работ в калийных рудниках: сб. научн. тр. Пермь: 1985, с.76-80.

166. Журавков М.А., Николаев Ю.Н., Губанов В.А. О методах исследования закономерностей формирования и распределения опорного давления при разработке калийных месторождений пологого залегания. Минск: БелНИИНТИ, 1991. - 24с.

167. Журавков М.А., Стагурова О.В., Ковалева М.А. Геомеханический мониторинг горных массивов. Мн.: Юникап, 2002, 252с.

168. Кириенко В.М., Тухто A.A., Щерба В.Я. Повышение надежности систем сейсмической томографии в калийных рудниках // Надежность машин и технических систем: Материалы междунар. науч.-техн. конф. Минск, 2001. - Т.2. - С.41-42.

169. Щерба В.Я., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Выбор сейсмической модели изучаемой среды при прогнозировании выбросоопасных зон Третьего пласта Старобинского месторождения // Горная механика: междунар. науч.-технич. журнал.- № 3-4. 2004. -С.84-91.

170. Щерба В.Я., Башура А.Н., Андрейко С.С. Управление газодинамическими процессами на Старобинском месторождении калийных солей / Под. ред. проф. В.Я. Прушака. М: Изд-во МГГУ, 2004. - 194 с.

171. Щерба В.Я., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Методика прогноза выбросоопасных зон при разработке Старобинского месторождения калийных солей // Горная механика: научно-технический журнал. 2005. - №1. - С. 17-22.

172. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Прушак В.Я. Методика локального прогноза выбросоопасных зон // Материалы, технологии, инструмент. 2002. - №3. т.7. - С.94-97.

173. Щерба В .Я., Кириенко В.М. Способы управления выбросоопасностью в зонах геологических нарушений на рудниках Старобинского месторождения калийных солей // Горная механика: научно-технический журнал.-2000, № 3-4, с.38 -41.

174. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Тухто А.А.Региональные способы управления выбросоопасностью в зонах расположения мульд и комбинированных геологических нарушений // Горная механика: научно-технический журнал.-2002, №1, с.81-89.

175. Прушак В.Я., Андрейко С.С., Щерба В.Я Методика управления газодинамическими процессами в зонах геологических нарушений/Материалы, технологии, инструменты: международный научно-технический журнал.-2002, том 7, №3, с. 102-106.

176. Андрейко С.С., Прушак В.Я., Щерба В.Я. Анализ методов прогнозирования и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках // Материалы, технологии, инструменты: международный научно-технический журнал.-2002, том 7, № 1, с.37-41.

177. Щерба В.Я. Борьба с газодинамическими явлениями в калийных рудниках стран СНГ // Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня. М.: Изд-во МГГУ, 2004, с.3-8.

178. Щерба В.Я., Тухто A.A., Плескунов В.Н. Разработка способов опережающего управления выбросоопасностью на калийных пластах // Горная механика: научно-технический журнал. -Солигорск: 2004, №3-4. С.91-97.

179. Предотвращение газодинамических явлений в почве выработанного пространства лав / Андрейко С.С., Некрасов C.B., Прушак В.Я. и др. // Горный журнал. 2004, № 2, с.45-48.

180. Власов O.E., Смирнов С.А. Основы расчета дробления горных пород взрывом. М.: Недра, 1972. - 252 с.

181. Щерба В.Я. Конструкция и закономерности работы взрывных врубов в соляных породах // Динамические и газодинамические явления в калийных рудниках: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня. М.: Изд-во МГГУ, 2004, №5, с.33-45.

182. Андрейко С.С., Щерба В.Я., Тухто A.A. Оптимизация параметров сотрясательного взрывания на рудниках Старобинского месторождения калийных солей // Материалы, технологии, инструменты: международный научно-технический журнал.-2003. Т. 8. - № 1. - С.80-83.

183. Андрейко С.С., Бублис А.Ф., Дубровский B.C. Экономическая оценка вариантов способа перехода разрывных тектонических нарушений калийных пластов Старобинского месторождения // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь: 1989, с. 40-46.