автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Геомеханические и технологические основы управления состоянием породного массива при подземной разработке марганцевых месторождений

р Г Б ОЛ

1 г да

¡■И (асторотго осе!ти Украпш КРИШР13ЫШ1'. ПРШПОРУДНШ! 1НСГИТУТ

На правах рукопису ШКОШ'ЦЬ Ш ктор 1ллтч

ГЕОИЬХАШЧШ I ТШОЛОГ1ЧШ оснош УПГЛШШЩН СТАНОМ ПОРОДНОГО Е-1АСИЕУ"

ПРИ ттти ГОЗРОБщ млрганпшх родовпщ

.Спец1адьн1сть - 05.15.02 Шдземна розробхч родовищ корисних копалин

.Автореферат

,дисертац11 на здобуття паукового ступени доктора Т(?хн1 чних наук

Крггчи Г] г - 199'»

Робота виконана в Науково-досл1дному Нрничорудному !иститут1 /м.Кривий Рхг/.

0ф1ц1ин1 опоненти :. доктор техн1чних наук, професор В.Л, Щелканов доктор техн!чних наук, професор АЛ. ¿Ильборман доктор техн!чких наук, професор Б,И. Усачэнко

Пров1дна орган:зац!я - ДержавинА Марганецький прничо-збагачувальний комб!нат.

Захист дисвртацН вЦбудеться 15 грудня 192'» р. о 13 го*

дин! на зас1данн! споц1ал1зовано1 ради Д 16.01.03 Кривор1зь -кого г1рничорудного 1нсгитуту у прим!л;анн1 Науково-досд!дного г!рничорудного 1нституту за адресов: 324086, м.Кривий Пг, Пр.Гагар!на,57, Адреса Кривор1зького прничорудного !нституту: 324027, м.Кривий Р1г, вул.ХХП лартз''хзду, II.

3 дисертац1ев можна ознайомитись в сНбл1отец! институту за адресов: 324002, м.Кривий Р1г, вул.Пушкдна, 37.

Автореферат роз1слаио 15 листопада 1994 р.

Учений секретар спешал1зовано1Е ради, кандидат техн!чних наук професор

ЗАГАЛЬНЛ. ХАРАКТЕРИСТИКА Г0В01П Актуальность роботи. В Укра!н! с два нэ!!б1льпих у ст марганцених родовища, дв пороку впдобуЕзетьоя 10...16 млн.?, марганиово! руди, яка використовувтьея при Епробтштн! (]врс-сплав!в, чугуну I стал!. ,■

Нин1 на Марганецькому I ТапрпТоькому ГЗК'ах в розробк/ . оалучаються д!льниц! по клад! в Ь с ¡(.подними г1р1шчо-гволоНч-шши умовами, як! в!др!зняпться пор!вняно пгдвтденою глиби -ною эалягвння корисиих копа.тан, смбкоспГпиеТ'р ! влсокооб -,Еоднен!стп ви!щуячо'£ породи, наявн!стя включень !э скелясто! породи. Експлуатащя д!льшшь супровздяувться розвитком ей -СОКОГО ПрНИЧОГО тиску В зон! очисних рсб!т, НО ПрИЗЕОДИТЛ» до зииження продуктивное?! забо'лв, п!д?шцення вграт корисних копали» та витрат на п!дтрнмашш и1дгстовчих виробок не мен-по н!ж с 1,5 ... 2,0 рази. Скдпди!сть !альн!сно1 ои!ики 1 обл!ку геокэхамгчнпх проц9о1в у масив! в зон! очисних роб!т полягае в тону, що задачу доводиться га^шувати при безпе -рорвно зм!нюнчихся ф!зико-механ!чних гластивостях и.»1щуючо| породи, геолог!чних та технологгчних факторах» Тим часом су-чаона практика управлп-лм гшшнс-глчниетим масигом базувтьоя на тих законом!рностях та технслоНчних аасобах, як! були отриман! при ши'мц! руди короткими стоЕпами ! звходками при п!дтримц! виробок п!дп!рш1М кр! плетши з низькою несучою эдатн!стю. Шсля освоения технолог!! ви!мки руди лагами з бозпэрервним конвеПерним транспортом руди в1д забо!в до по -Еорхн! та технологи ппнки рули долгими комплоконо-мохан! -зованинм апхолпами, п!сля переходу г1рннчих роб!т на нов! д!льниц! мвуково-обгрунтоган! ранг те параметр« систем роз -робки,эвеоби I способ» зпкр!плсн»ч Нрничих виробок 1 управл1н-

ия породним маоивом перестали в!дпов1дати Нрничо-геолоНчним i г1рничотехн1чним уметам ¥х эастосування. Так,на вивчений на-пруж0но-деформац1йним стан маоиву г1рничих. порЦ i не найдено вэаемозв'язку пом!ж геолог!чними факторами месиву, 1нтеноив -hJotc г!рничого тиоку при floro розробц!, в!доутия методика для оптим1эац1* параметр i в систем розробки 1 опрацьованого породного масиву. Не розроблан! нов! способи п!дтримання г!рничих виробфс в smíhohhx умоЕах, зосноЕан! на укр!пленн! вьйщуючих пор!д, так як п!дп1рний cnooió п1дтриионии виробок у складних Нрничо-геолоНчних умогах перодбачае эбйьшення щиьност! основного i допои1жного кр1плоння,що g малоофоктивним эасобои. Виоокозатратн! методи в!дновлоння щнтових лав гйоля втрати ctíükoctí 1 занурення cqkuííí мохан1зошного кр!плоння у грунт вконом1ч1!о но виправдан! i приносять короткочасний наслхдок, тому що не враховують нвсучо! эдатност! грунта рудного пласта ' í эаноном1рноот1 Н зм!нення при роаробц*.

Таким чином, утворення геомахан!чних основ, рац1ональких опособ!в п1дтримки'г1рничих виробок i тохнолог1чних звсобГв, забезпечення ефективного управлишя породним маоивом при ро -6otí в складних умовах уявляють важлпву науково-техн1чну"проблему. Вир!шеншо цШ актуально! проблем« присвячена ця дисер-"'" тацШю робота, ната якоК - отгорити геомехан!чн1 i техноло -rí4HÍ ооковн управления станом породного месиву при п1дземн1й розробц! марганцевих родошц, эабезпечуючи п1деицоння ефектив-ност! прац1 в окладних riрничо-геолог'чгшх укогах.

В основу доолЦжонь положена 1дея, яка полягае у ц!ле -опрямованому управл!нн! станом породного маоиву шляхом floro зм!цнення металевими анкерами i оп1дьного врахування гаомо -хан1чних та техн!чних фактор!в 1 параметр}!).

7 дисертпц!йн!й робот! захикавгься там кауков! положения?

I.Несуча здатн!сть шщано-глиннотих пори гранту рудного • пласта в зон1 очисиих роб!т залежить в1д трчвалост! IX оголения, а нппрукений сток породного моияу Гивид1с1сть зм!«виня по-р!д покрыл! 6 Л1Н!ЙН0Е (\-yHKlUer зи!кэтш глибяки розрсбкк.по-тужиоот! рудного пласта I глин його безпосервдньо! покр1вл!„

2.Оптимально параметр» системи розробки визиачагаться як • геолог!чними фактора!;« I техн1ко-економ!чкй!Ш показниками.так } шшдк1стю Е1дпрациЕнння виемхових стовп!в, яка прямопропор -цсйна швядкост! змгденпя пор!д покр1вд! в зон! очисних роб1т.

Э.С-НШасть Емсокопластичннх глинистих пор!д, укрхплених металевими анкерами,пхдвищуеться. При цьо.му, !з вбзлызенняи шльност! анкоругання сприймаюча породою нагрузка експонентно зб!льпувться, а деформация пае тенденц!ю до змениення. Безилу-роге анкерування глинистих пор1д дозволяв эменшити щ!льн!сть рамного кр1плешш 1 зб1львити ст1йк1сть г!рничнх гзиробок 1 1х спряжень при умов1, що догчина анкер!® визначасться параметрами склешння можливого сбвалення пор1д, а пцльн!еть установ -ления анкер!в в покр!вл1 шребки розрахована !з припущення р1вмоЕаги пор1д у "склсн1нн1 сбвалення.

4.35ереження Нрннчих виробок на д1льншдях хз складними " г!рничо-гоолог!чними укогами забеэпечуеться анкерно-рамншг кр!пленням, яке складаеться !з к!льиевого податливого кр!плеи-ня з п!двищэ*иою несучоя здатн!стю, котра знаходиться в пара -<5ол1чн!й залежност! втд дсформацИ, I металевого анкерного кр!плення, нвсуча здаппсть якого пропорц!опальна мЫност! закр1плення анкер!в у породах.

• 5,БфектиЕН0 упраглтш-породним насивом в складних.умовах. марганецьких шахт досяга-зться шляхон Еикорнстання розроблеио! методики, яка эабезпочус наукове обгрунтування параметр!в

взаемодп систсми ''кргпления-порсдш'й масип" за умов Ераху-вання сильного ггоп'ву геомохаи1ч!П!х та технолог!чних $акто-р!в, засоб!г I способ1в вплиеу «а маекв.

Б робеш використано комплекс сучасних метод1 в-доелЦтення, охоплвючих узагалыюння передоЕих досягнонь г1рничо'х' науки I практики, техн1ко-еконок1чний анал!з 1 математичну статистику, економ1ко~математичне моделювання, оптш-пзашю ц1льовс1 функцЛ на екстремум, лабораторией та промиоловиП експеримснт.

Обгрунтування г достов!рн!оть наукових' положень,висновк1в та рекомендаций забезпечоио:. прпйнятимн тооретичнкми переду-Ы0Еами,.як1 базуються на фундаментальна положениях теорП 1 практики пхдземних орничих роб!т, проведениям Еим!рввань ! експериментхв в лабораториях та натурних умовах, статистичною обробкою постзваог кЬгькосгЛ данчх та.-оц1нкою гочносг! злобу -тих результата, досл!дно-промислово» перовхрков эапролонова -них рекомендаций з конкротних прнячо-гоодоп.чних умовах ' марганцзвнх шахт, з1ставленням розультаив теоретичккх I ек -спериментальних досл1джень та впрэваджень.

Наукова новизна результатов дослхдкень полягае у такому:

- установлен! емпхрг-пи залемшостх несучох здатност1 по -роди грунта Е1Д тривалост! .П оголэння 1 модуля де^ормаци, шеидкоот! зм!щення пор1д покрхвл1 х розм!р1в зона опорного

'■ г1ри'кчого тиску в1д глибкни залягання корисних копалин, по -" тужностх рудного пласта 1 пстужност!глшш безпосоредньо!'

Пикрххш, швидкост1 вхдробки виь'мкових стовп1в та реакцП" •' кр1плецня ни ввидкостх змхщення п'орЦ,-податлмЕостх рамного кр!плення г:д навантайення, покаэника змЬднення пор1д та м!цност1 звкр1плення анкер1в хид ?х параметров;

- запропонованх клаоиркацП пор1д грунта I тюкр1хуи рудного пласта,якх враховують так! ооновн1 квал1ф!кац1йш оз-

паки: несуча здаттс/гь пор*д,модуль до*ормацИ, вттдх!сть

эм!и;онпл nopU;

-установлен! анвлгтичн! залежиост1 ол'пишыго! дояшш гиемкового отовпа, лаги i заходги в!д гизначаючнх фактор!в;

-onpaubor-aîti нпу!'ово~техн!чн! осноьи эм/цнёння високо-пластичного породного nscvssy кеталевим аикериим кргпленням;

-запропоноваиа tMOCUfiieaiiia опрацьех<аних' i звстосозшких принцип!в управления, способiв вплкву на масив та технолог:ч-нкх засоб!в"управления станом породного маспву.

Науково значения роботи полягяе у роэкритт! закономерностей проявления прничого тиску у виробках маргачоцьких шахт Î3 складними г!рш1чо--гоологхчни1ш умованн i використанн! хх при розробц! наукових основ змШнения високоплпстичних гли-чистих порлд i ynpaEsitiHÏ ïx станом. Практичне значения роботи:

-роэроблено к!лыюг<з кримения !з п!дггаеною несучов здат-н!ств у податливому ремни;

-утворено новий спосхб та технолог!я змшшнкя високоплас-тичного породного .тему н^таловтж анкерами, з допоиогою яких розроблеи! безшпуроез янкерне та аккерно-рамие кр!илення_ для прничих виробок та ïx спря^ень;

-розроблен! наукоззо-1г:<н!чн! припшши i методи вибору параметр! в управления станом породного масиву.

Геалхзанхя гленэгкхв 1 рсгсонп-ндацх;! роботи. На основ! ви-конапих досл!джснь розроблеи!, затвердтен! та впровадкен1 в Еиробннцтво так! котодн тп хнетрукцп: "Методика проектних розрахунуЛв технолохпчн-.»:'. с>:ом 1Йдземнох розробкк руди е р!з-нкх г!ркичо-гсолог1чш<х уиогах у галуз! г!риичовидобувно1 про-ннслогост!", "Нетоликч гиэпв«ття параметр!в внемкогих стовп!в

марганцевих шахт", "1нс.трукц1я для вибору кр1плення очисних шро-бок та 1'х спряжень на шахтах Придн1проЕського марганцевого басей-ну", "1нструкц1я для нормування та обл1ку експлуатацхйних втрат х забруднення руди на шахтах йарганоцького ГЗК".

Розроблен! та випробуван! безгапурога тохнолоНя 1 установка для механ{зацН роб1т по змхцненшо високопластичного породного маоив/ металеЕими анкерами. УтЕорен! та прийнят1 до впровадження на Марганэцькому Нрничо-збагачувальному комбхнатг анкерно-рамке кр!плення 1 анкерно-рамн! спряжения гхрничих виробок, як1 дозео-ляють пЦеищити ст1йк1сть виробок 1 змешшти витрати кроильного матер!алу. Очхкуваний економхчниГ; ефект в!д впрогадження розро -бок становить 1,2 млрд.крб/р1к.

Розроблено та впроваджено на вахтах басейну металеве к1ль--цава податлиЕе крхплення з п1двииеноп несучою здатн1стс. Бнко -ристовушться рекомендацП для Еибору механ$зоЕаних комплексхЕ I п1двищенню продуктиЕност1 щитоеих лав на д!льницях хз складними г1рничо~геолог!Чними умовами залягання рудного пласта.

ВипробуЕана на шахтах 1 Еикористовувться Марганецьким Л--Тав-р1йським комб1натами та 1нотитутаии 1ЩТ1, Укрдипроруда, ВВДШ рудмаш методика управл!ння станом'породного масиЕу, яка дозволяв визначати оптимальн1 параметри систем розробки, тип 1 Щ1льн1сть кр!плення шдготовчих та очисних г!рничих виробок, способи та технолоНчн! засоби впливу на масив 1 зм1нпЕання його стану.

Апробац1я роботи. Результати досл!джень 1 основн! матер!али дисертац1Йно1 роботи доповЦались 1 отримали схвалення-на науко-во-техн!чних нарадах I конференциях Марганецького ГЗК (м.Марга -нець,1973 ... 1975, 1980 ... 1994 рр.), Тавр1йського ГЗК (м.Степ-ногорськ,1987 ... 1994 рр), в наукоЕО-дослхдному нрничорудному 1нс1итут1 (м.Кривий Р1г,.1988 ... 1994 рр.), в институт! Укрдипроруда (м.Харьк!в, 1984 ... 1986, 1990 ... 1994 рр.), на Загадь-

нооовзн!й науково-технНшй конфор^щП ".Удоскона.-.ення тэхпохогП г!рничого гирсбтштва ,г.;и м^гатириого впляву на оточ,"»ч«

сородовмио" (и.Квивий I'.-' !р), г- коппсрн! "Ухррудпрон" (м.Кря-ЕИЙ Рхг, 1990.. .1992 рр.), на П няукоус-тсхк!чн! кон|л -

ронцП, присвяченШ бО-рт.ччу лдггI (ч.КригчП Р!гД99Эр.), л Шп!с-торс-гг! 1:еталург1'1 (и,?-'оск»-п, 1!'с9 ... 1У90 рр), на 1У, У, I У1 . пвуго 1:е.--ноход:Iчнкх кон^р-птЫх Кабукьського ушг.ормт^ту (м.Кабул 1976 ... 1976 рр.).

Публ1кацН. По рпзул1'шг;и< гиконанпх досл!дкоиь автором опуб-лхковано б!льш н!ж 50 друковатпх роб!т, осноен! полрже.иня диоер -тани вхдобракен! у 30 роботах, техн!чих рвения захищен! 9 ав -торсьхкми св1доцтЕами.

Обсяг роботи. Лчсертиц" скяадг.сться 1з 1'ступу, б роздЫв 1 висноЕку, г,о представлен! на 700 сторхпках машинописного тексту, вм!щуе 50 рисуих!в та 10 тас'лки*», вкясчэв список л!торатури !з 208 найпенувань.

осноьчшя зшст роботи

Тоор!я 1 практика розробкн горизонтально пластових поклад!в базуеться на працлх М.М.Ирстод* яконова, П.М.Цинбаревича, Л.Д.ЕГо -вякова,1О.Нкоб1 та пютх тчоппх. Ними роэроблеи! теоретичн! осноси проектуванкя вахт 1* розрсбкк таких поклад!в, сбгруптована техно ~ лог!я очис1шх робхт, способ» гпдтрнмки г!рничкх виробок та управ-л!ння масивом.

Типоейн продстпвипгом горгзонтальних пластових поклод!в е :шрганцев1 родовита у Шкспольськсму бас^Ли!. Тут потужн!сть рудного пласта зм!шзеться хцд С,75 до '1,5 м. Моргакцовий пласт роз -•|!цуеться в гисокспластичних п!кано-глииистих породах ка глибин! 50.;. 1^0 и.

В останн! роки в екснлудти;!!-) ги«дон1 Груаевсько-Басансыса га Бэликотокмацька дЛльнчих поклчд.тв, як! в!др1зкягться б!льиоа

■ ■ : ./Ю ■■

глибиною розмхщення-пласта (Ильвою потупи!от» гляпя його оеэпи-середиъо! покрнш, а. також шлв-иценою обвсднонхств Нрничого на-сиву. Тому для IX ефактишо! розробки потреби! пршшип0Е0 нов! 1ехноло'г1чн1 засоби управдшш маоивом Нринчих порЦ.

Вир1ш0нню проблем п1дэемно! розробки марганцевих покладхи прискячен! прац! Ф.А-,Белабнка, АЛ .Зхльбермана, 1.С.Зхцера,А.М.1в-демка, М.Т.Калсяного, В.СЛёс!П кова, А.Ф.Лхтвинкка, Л.В.Ноб1ково1, ПЛ.Пономаренка, В.П.Руданського, Б.¡1.Усеченна, -А.А.Шершньова г 1нших Ечених, якими було запропоноване р1зне металевз та зал!зо -бетонне кр!плення х засоби управллшя масивом.

Але анал1з Л1тературних даних, патентних матер1алхЕ х досш-ду управл!ння станом шсокопластичного породного, маеиву дозеолие встаноЕити, що:

1.У ноеих уноЕах недостатньо вивчено мехам зи поведении вм1-

ШУЮЧИХ ПОр1Д В ЗОН! ОЧИСНИХ роб1т 1 ЗаК0Н0М1рН1СТЬ ЗМ1НИ IX ф13И~

ко-механ!чних властивостей.

2.НаяЕн! в цвй час методику! 1 залежност! не дозволяють одер-зкуЕати оптимальн! параметри систем розробки 1 технологхчн! засоби при проектуванн! 1 експлуатацН виемкових стовгпв.

3.Сер1йне металеве к!льцеве кр!плвння для г1рнлчих виробок мае низьку несучу здатнхеть, яка не переЕищуе 0,1 Т Н. Ооь чому це кр!плення недостатньо ефектиЕне в ноеих умовах з п1дЕиденою потужн!стю вм1щуючох породи.

4.Вхдом1 роботи по зм!цненню породного масиву анкерами не вм^щують метод1в укр1плення високопластично! п1щано-глинисто1 породи. ВнаслЦок цього на вахтах басейну не застосовуються ефек -тивн1 анкернг 1 анкерно-рамне кр1плення для шдтримки яиробок в таких породах.

5.Не створена методика управл1ння станом породного масиву, яка враховуе взаемод1ю геомехан1чних 1 технолог!чннх фактор!в при

розробц1 родовищ з окладними г!рничо-геолог!чиими умовами,.

Зг1дно Еикляденому та мог! досл!джоння у дисвртанН' постав-, лено та розв'язано так! завдання:

1.£изиачити законом!рн!сть эм!ня ф!зикс-иехан!Ч!л1х власти -востей i поезд!нки вм!щуючих пор!д в эо!п очионих po6fT в!д виа-тчъзьтх фактор!в.

2.Кизначити залежност! для обгрунтувшшя оптикадьних пара -мзтрхв систем» розробки при робот! в склядиих умовах.

З.Опрацсвати к!лыювидно податлива кртпонкя з п1двищвн!)и. несучо» здатн!стю. '

А.Доел!дитя ноеий зас!б зм!цнешт високопзаотичних глиняних пор!д моталовими анкерами f на ц!й п!дстав! розробнти анкерне та анкерно-рамно кр!плоиня для п1дтрнмкн виробок у складнях'умовах, технолог!в введения анкерного кр!пленяя.

3.Розробити методику управд!ння станом породного масиву на п!дстав! сум!оного врахувашш гсомеханхчних i технолог!чних фак~ тор!в.

Утворення очкеного простору у породному касив! при miimi руди приводить до перерозпод!лу !с«уючо]£ в масив! потенц!алько'£ онергП 1 локальник зм!наи ninnocTi вм!яувчих п1щано-глиниотих пор!д. 1.x структура порупуеться, породи переходять 1з ст!йкого двохфазного в менп снйкнй трьохфазовий стан.

Серед осноених властивостай п!цано-глинистих порЦ мо*нв. ви~ д!лити так! як число пластичнсст!, модуль деформацН, onip вдавливания итампа, як! в1дббражають як пружн!, так i пластичн! де -формацП i мояуть служити як узагальнюючий показник деформоЕа — ноет! пор!д. .

В залежност! в!д цих. Еластивоотей вс! п!щано-глшшст! породи грунту басейна можуть бути под!лен! на три класи: глики,' ni -цако-глйшет! суглинки ! п!ски( табл.1). Глини вм!щувть 28 ... 31%

Таблаця I

Класиф1кац1я порхд грунту рудного пласта

Клас 1 тип пород

Модуль . двформа-

Вм1ст часток, %

п1сок . пил ! глина

0.2... 0.05... мекав

0.05 мм 0.005мм 0.005

им

Природна |. Об», емна ъологхст^ маса,

Н/м3

Число пластично ст1

Йесу'ча здатн1сть, МПа

за зоною опорного тиску

В 30Н1 опорного тиску

1клас.Глини 5..ДО 9...16 39...52 28...31 Зб,,.42 17.0..Д8.5 33...48 1.2...2.2 СЛ...0.2

I меншз

Пкдас.Шщано-

глинистий суг- 8...35 25...70 12...50 Ю...22 18...37 17.5...20.5 5...18 1.6...2.6 0.4...0.6 линок

Шклас.Шсок 18...78 75...86 7...13 к...10 14...23 19.0...21.О 3...12 2.0...3.8 0.6...0.8

1 бтльше

глинистих часток posMÎpow меня 0,005 мм i навть модуль де-формацП Е = 5.. ,10 МПа. Шщано-глинистх суглхнкн шхщують 10...22% глинистих часток i мають модуль дефорнацИ Е = О,..35 МПА. Шски кпщують ''t...I0,Ü глинистих часток i моить модуль деформапп Е » 13...78 !.'Па. Найб!-льп попкреними породами s п1щапо-глит1СТ1 оуглхнкя з нвсучов эдакпстю в нетокарному uacviEi 1,6...2,8 Ша.При оголена! суглинн!в в зон! очисних poöir ïx не суча здатн!сть знйжустьси..Mis ие-сучою здатн1отю суглинков грунту 1тривад!стю ïx оголенчя ' встановлена г!пербол!чна зялвш{!сть:

Т = 2,7597-0,0558t+0,00037t2, ' /V

до Ь - тривалхсть оголения-грунту, 2 ~t à 72 години.Кор-реляц!йне в!дноиення Кв= 0,93.

Установлено, що несуча здптн!сть пор!д грунту эалежить в!д ïx модуля дес{:ормац!х, який в овою чергу, можна визначи-ти в лаборатории* умовах по пробам, в!д!браним !з пробуре -них з noBspxHi скважин.

На п!дстав! натурних спостережеиь запропоиоЕана класи-ф1кац!я лор!д покр!вл!,дб за головт к ла с иф i кап i Й н i озиаки були взят! потужи!сть глин беэпосередньо! покр1Ел! рудного плаота ! швидк!сть зм1щення пор!д в очисних виробкох ! но • ïx сполученнях /табл.2/.

В залекност! вЦ цього породи покр!ел! можна под!лити на три класи.До першого класу можна в!дности легку нест!йку покр!влп мало! потужноот!, ишдкхсть змщення hkoï но пере-вищуе I...5 мм/г. До другого класу можна в!днести поир!влю середньо1' ваккост! ! ст!йкост!, шгидк!сть зм!щення яко! екладав б...12 мм/г. До третьего класу можна в!днести Еажку 1 ст!йку покр!влю, шгидк!сть зм!щення яко? скяадае 13..,20 нм/г-1 б!льшэ.

Таблиц* 2

Класи$1кац1я пор!д пакрхвл! рудного пласта

Клас

Швидкхсть

зм1щення

пор1д,мм/г

Характеристика порхд 'б&аиасередаьй.! покр1вл1 шшстз

Склад. тр!д

;Характ©р пов— 'тариих осад — шигр1Ед1

1Легка покрхвля 1...5

Швзано-глинист! породи.як! легко обва- Шстш.шщанх лестхйкх деються на вксоту бхльсе 2...3 кратно! глкни.глини ямузшост! пласта неспраетнхй

П0Кр1£л1

Вхдсутмсть

повторншс

осадкхв

2.Покрхвля сере- Гот 1 шцанх глиняпотуха!ств не Гдини.шсксех Середньог

дньо! ваакост! 6,..12 б1льве 12...13 м - . . ' ' гзтш ст1йкостх

Повторах осадки через 7... 15 м . .

З.Важка покр1вля 13...20 Яягстачнх глкни потужнхств 13...15м 1 бЫъжв t 61яьсе,я£1 обвелюються блоками на

висоту меняв 1...2 краткости лотуж -ноет! пласта .

Глини'

Стхйкх

Р13К1 повтор-, тп осадки через 2С,.»30м

¡{лас пори грунта I покрхши нообхЦно враховувати при лроектушшп визмксвих диышць ! иибору систем розробки 1 1х парамотр!в.

Як показал« доол!ди, го лотними геслопчниии факторами, в!д яккх зал?жить !нтенсивн!сть прничого тиску в рпрацьо- . • ваному наси'в! е глибина роб!т,,погужн!сть рудного плаота 1 глин його безпосередньо!' покр!вд!> М1ж цими показниками, а також швидкхсто змхщешш порЦ покр!вл! I довжиною зони руйн!вноготиску установлен! так! емп!ричн! залезкноот! :

Ус=0№в5Н+2,Ч013П1 + 0,6395Нг*-6,792\, /2/

е5.р *о,з121Н +?,9бИп+в,01г1гг* /з/

де Ус ~ швидк^сть зм!г!ення покр!ЕЛ1, мм/г ; Сзр ~ довжина зони руйн!вного опорного тиску,м; И - глибина розробки, -35 а Н - 100 м; 1УЬ - потукнхсть рудного пласта, 1,1 - ПЪ ^3,0 и; Нгл- потуишсть глин безпосередньо? пок-р1вл! рудного-пласта, 4 -Нгп- 18 м. Коеф1ц!еит корреляцП Кк= 0.86.

Оптимальн! параметри систем розробки можка визначити анбл1тичт!м способом, якио досдЦити хцльову функц!ю витрат на виемков!й д!льниц! на ексгремум иляхом П 'диферани!ювання. Одержан! таким шляхом зрхвняння мапть еигляд:.

См в.к) ЫдД N

Ьст.з®^"

(2 Ск.А.а аы.в+Сквйк.впь

ЦСьр.пш МсД ~ /5/

Спр.а« +2Ск.л.лО-клп.+ Ск.в (Хк в

2СП0ЬШ МсД Ск акТгп

О -,Г~~ ЗСпр.вш МсД /7/

N (Сд.м.о + ЧСкпйк.п +8 Ск.лп йк./т т.

Де Спрв.ш - Еарг1стьпроЕвденкя впемкового штреку, крб/м ; Спр-М.и -■ варт!сть проведения монтахно'1 камери, крб/м

- карт!сть проведения демонтажно'! камери, крб/м ; СнЯ-К вартзеть монтажу 1 демонтажу комплексу, крб/м; ¡Чс - к!ль-к!сть робочих дн!в на ¡ик, дод; Д - середае навантаження на очисний эабIй; т/доб; Ск, л.в - варт!.сть конвейбрно! стр!чки конвейера виемкового штреку; крб/м; СИ к. л. в - рхчний процент вморткзаип коншйернох сцЛчки конвейера виемкового штреку,

3\ С к. в ~ вартхсть конвейера виемкового штреку, крб/м; О. к. в

- ,р!чний 'процент амортизацй' .конвейера виемкового штреку,% ; ТУ» - об'емна паса рудного пласта, Н/мэ; Спр.п.ш - варт1сть проведения-панельного штреку, крб/м; Ск - варт1сть устат. - .

..купания комплексу, крб/т ; Скмг - вартгеть конвейера па -цельного штреку, крб/м; (Х-к.п. -. р!чний процент аиортизацП конвейера панельного штреку, крб/м; &к.л,н. - р1чний процент амортнэишУ конвэПсрно1 строчки конвейера панельного штреку Д.

: РозрахоЕаш по приведении порзвнянням оптимальн1 параметр!! систем роэрооок.переЕхряються по прничо-технхчним умо-Еам, а пот1м-з умов г1рничого тиску. Для перевхрки параметр!в' з умов г!рничого тиску;одержан! емпгричн! залекност! кппмаль-■ ;но)'' ивяд^ост! йдробки Еиенкових стовгЛв в!д шшдкост! зм1щення порЦ покри^Л:.

Уст = и 923 \1с+20,436 , /8/

Чст.з=1М<Ус+20,Ч36> /9/

до Уст л Л Уст.з - мпшшльна ввидк!сть вмробки еибмкоеих стовп!е при хнймана лагами та заходками ехдпоехдно, м/м!с, : Тут 1 * Ус * 16 им/г. Кое'' 1!'¡'ьнг кор;сляШ Кк= 0,89.

Перев1рку доюдаш очисних виробок з укор Ирничого тиску 'ноина приэродити по анал!тичшш залсшюстям:

при вийманн! лавами ----, /10/

Усг.л V, ПЬ

при виймаши заходками ± 433,5 /П/

л/ст.э с1:'.

до Й - наваитаяення на забхй, т/змхиу; (¿з . - втад руди з I м заходки, т/н.

Створення наукових основ управл!ння масиво'ч припускав пояснения 1 регулювання пронесу ЕзаемодП кр1пленкя гхрштчих виробок з оточуючими породами. Аналхтичн! та лаборагорн! дос -л1дження крхплень п!дготовчих та очисних Еиробок показали, по застосовуван! крхплення навть низьку нгсучу здотшсть у податливому режим!. На рис.1 приведен! п!дсунки !спит1В к!ль-цевого крхплення на горизонтальному стенд!, як1.схпдчать, що носуча.здатн!сть к!льиевих подотлиеих крхплень 1з СБИ-27 на початковхй стадП деформування.дорхвпюе 70...80 кН, ио в 5 . раз!в меняю за несучу здаппсть аналог!чного короткого кр!п- ■ лення.

Максимальна несуча здатнхсть к1льцевих та врочних подат-ливих кр!плень досягав 50...701 вхд несучо'х здатност! жорст-кого кр!плення, що вказуе на погане використавня трнвких нож-ливоотей материала кр!пленнп.Розробка ! промислов! !спити • ибрн!рно-податливих кр!плень, як! мають сучасн! вузли подат-ливоот! болтового типу 1 п!двищену несучу здатн!сть /рис.1, крива .2/ показали, що ц1 кр!плення масть несучу здатн!сть 300...380 кН ! дозволяють зберегти б!льиий запас конструктив-ног податливост! перед тим, як. попадуть у зону впливу очисних Ьоб!т. Лроте несуча здатн!сть рамного крапления, як I нехан!-

; \ '

A

о \

+ \

о ■ '.(V. о" \

г, -v" ' Hi 3 \

\

tt "й ч

a. о

e

m œ « к

33 (U

ce E

4

а

t§

OJ

w

t=f

<4i

. s n

о •

£ s-

в •

Ktt

ose

C® л n

B8.

03

<U «3 4

о • о

CVJS

UR scaler

* '

\ CVJ \

Ь4 1 A

\

о о

N

« ( — с я —

• a.

œS о

sag

8

cvj

g и о « list* >»о и а v n *t « « s x> о «g о с

,*«Sr О sc о о о-о

*е. Г

И«—CVJ S» Jtí Л И I

«ggcv

i к с ••

MS *« №

S » CL»!

о-«*«

эованого ОКИ, недостатня для того, щоб на д!льнинях i3 слад-

ним заляганням пласта збурегтивиробки протягом всього nepio-ду ix екоплуатанП.

Б марганецьких шахтах виробки проходиться по податливому рудному пласту, який спринмае. головну частицу опорного тиеку. 0ссблив1стю взаемоди рамного кр1плення з породами е те, ио воно здатне деформуватися разом з рудиим пластом i здебиь-шого из впливас на змхшування прнконтурно! часткни поргд. В залежност! Е1д 1нтенсивност1 навантаження но кр-1плення i його поведхнкк можна видшии три ступеш стхйкостх мае иву.: стхк-кий, еере.дньостгйкий i нестхйкиП. При ст1икому станх масиву pecKuii крхплення вдосталь, щоб зупинити його розиарування i зрукення навколо виробок як в пергод ix проходки, так i при зупиши очисних pOÖIT.

В опрацьованому масиг-i сила rpaBiTauii Р(х) перемгпув породу покр1вл1 в!д точки О- до точки б i виконуе роботу. Ця сила, s переменна величина i залежить в!д пройденого шляху ГС . Значения сил и в котшй точц! s Р(х) , а робота uiei-сили на шляху.-..' X е Р(х)х . Робота сили на вхдрхзку Bfд точки CL до точки б е та границя, до яко! прагие' дЬТп! сума безконечно великого числа безконечно малих до да шив;

Ax~clp!x)dx гш

Otäq bcd роботу на в!др1зку &б моина виразити формулою: б

W=J р(х)doc /13/

а р

йкщо залежшеть Рц ~ ГПОС + ПХ +С - (1ункц1я рзакцх'х

крхплення, о залсшисть Рм -&ЭС +С - ф.ункц!я реакци масиву, то вшюивкня означзикх 1нтеграл1в них двох функихй

можна позиачит;: кооф! ц!ентом роботи кр!плення Кр ! вирази-ти■формулою:.;'.';: \ £

5 (гпхг+пх + пч}

Кр = ~ . .

| [вх + с)(1х

а

КоеНшент Кр показуе, яку; час тину роботи. масиву; шко -нуе кр1Плоння при .переоцени!" породи.покр1в*1 в!д' точки О, до точки 6 .Чип о!лыае коофШеит Кр ,тим спйклшо масив'нав-коло Зк,;.

-..Установлено, що у. стойкому морив! Кр —I, в середньо-ст!Икону - 0,'» Кр "" а в■'иоот!Пкому - Кр -ОьЧ. 1снуе . взасмозв'язок мдй станом масиву, коефшентом роботи кр!п-лоиняЛ .напруксно-двфориац^йними параметрами масиву-б!ля гиробки /табл.Э/,

Теблнця 3

ЗЗзаемозв' язок кое^щента роботи кр!плвння з параметрам« масиву

Покагник. , Стаи якоиву

'-■"''ЧУ стукни середньо-СТ1ЙКИЙ нестНшШ

1'о.о|!ц!бнт. роботи К}: гплонля од»нпи! Кр ы сл-Кр^ Кр<М

I ■.. .Ша ' . 0,05..,С,3 0,31,..0,75 Б1льшв 0,75

Зм1азння :-ПОр1Д . мм 200...600 601...9СС Бхльао 900

ивмдисть. знания Пор1д .' . мм/г ■•' 1...7 8...12 . 13...18

: 31 стакошш приведешь* ь таод.З параметр! в масиьу з характеристиками рамного кр!пленяя показуе, во иЦ;|!рно. крапления но нот ■забезпччити стЫкого стану масиву г г.;; аб!ток з»

складних умоЕВх залягання пласта. Для шдтримки гирсбск в цих умовох потр!бно збхлькитй Miцк!сть рудного пласта i вмНчуючих пор1д у приконтурнШ soui вяробок. Була ¡висловлена г1потс?зя про та, що-безромонтна П1дтримка гпробок в глинист'их породпх можлива завдяки зм1цноннв иих пори нотадзвими анкерами. Нау-ково-техн!чне обгрунтування мокливоот! зм1циення глинистих nopifi анкерами в лабораторних уновах, теореткчш i експери -ментальнх доол1ди анкерного крхплення не тоьки укрхпили ri -.пстезу, алэ i дозволили одер;<ати порш! практичн! доеягнення у вигляд! анкёрно-ромного крхплення i г.нкерко-ракких спряжень riршгчнх ьиробок.

Лабораторна оцхнка працездагносп заанкороваикх. норсдних балок з допомогой показника гтцнення П.Панека показала, що несуча здатнхсть заанкоровмшх порхд збхльшуеться разом з шд» внщенням идльност1 анкер,увапня (рис.2).Установлено,що зааике-рованх балки приймавть бхльше павантяиення без обгалоиня по -роди (рис.Э).

Анал1гичн1 дослхди показали, цо в'вест1йких' породах'тов-щнну анкерно-породно! 'оболонки, а значить 'довкину п«кёр1в,! можна визна.чити графхчтш способом. Б цьому раз! анкери за -. кр1ш1ювться за межою тих блок!? пор1д,якх не.молуть утркнува- • гпся у масив1 сплою тертя. То г: i блоки з ycix бок!в. обмскусть кососiчнх плоскост1 злому, здатн! проходити шд кутом не бi льше 70° до 1гаруватост1 гхластх е.

ВМлыЦсть установки анкерiв мокна визначити 1з унов ршюгаги порхд в склепхнчх обвалеиня:

ЯаЬУбшКз ~ Р. с, вш (Fa. (7а + Ш

ле CL - ширина прольоту внробгк.н ; в - товпдана анксрно-по-роднох оболонки,м; - шлыпоть поpiд покр!Ел1, кН ; 2.W -

в!дстанъ м!ж"анкерами вздовж Енробк.и,м; Из - ксефШент запасу; На - площа поверхн! анкера,- питомий отр зрушен-ня анкера в1дносно породи, кПа; Па. - пцльн!сть установки ан~ кер!в, анкера/м2; - несуча эдатн!сть заанкероЕано! товщи пор1д, кН.

Досл!дами установлено, до в умовах басейну анкерне крГп -лення мае сл!дувч! ооновн! параметра :

' - довжина анкер!в в покрТвл! виробок мае бути 1,8...2 м, а збок!в виробок - 1,5 м;

.7 м!1Ш!с.ть звкргллення металевих анкер!в !з периодичного проф!лп д!аметром 24...27 мм в покр18л1 виробки мае бути б!ля ■ АО кН;

-щиы-^сть установки анкер1в мае бути не мение 2,1 анке-ра/м2; ' ■

- в!дстань М1Ж анкерами у.в!ял! по контуру виробок мае бути не бЪьсе О,б...0,7 к;

• - м!цн1сть рбэриву анкерно-рамно!" огорож! (затяжки) мае бути не менше 100 кН* 1

Для шзтурних досл!джень нового способу эмхцнення глинис -тих пор!д ! п!дтри!тння г1риичих виробок потр!бно було розро -. бити анкерне кр!плення ! безппурову технолог^ його введения з допомогою епец1ально1 установки УВА-1, " ''

Анкерне крхплення .складавться !з анкер!в1 затяжки, як!, глготовлявться в'!дпов!дно !з арматурноГ стал! д!аиетром 24,.. 27 мм! прос!чио-витяжного листа товщиноп 3...5 ти .

: Сутн1сть безипуровоI технологЛ анкерного кр1плення така>; При лроведенн! г!рничих Виробок у нестгйких породах- прязабой -на. частика п!дтримуеться з допомогою тимча^ового. рамного хр!п~ локня, яке в!дгороджуеться в!д породи листовою затяжкою. В . кхнц! кошю! зм!ни пом!ж ранним кр!пленням эводяться металев!

анкорм. Вдавлювати анкери у породу допомогае установка. УЗЛ-1, яка вось час внаходиться б!ля-забою на тимчасовШ колН. У- '. хшпадку засгосувания анкерно-рамиого крпдазння анкери зводя -ться помхл рамами постхйного кр1плоння.

Установка для зводення анкерхв безшпуровии способом УЗА-1 складабться тз рельсового в!зка, двох розшрних 1 одного ро -бочого г1дроцил1ндр1в, поворотного моханхзму, маслостанцх!' !з .'пнерматичним двигуном ! пульту управл!шщ. Установка дозволя.е заводити" анкори дохшшов близь ко 2,2 ну рудно-породний масив по жсьому периметру.виробок 1. мае таку характеристику* Розм!ри: дотша. - 1950 мм, ширина 900 мм, висота - 2000 мм. Маса -15 кН. Х1Д роэп1рних цил1ндр1в - 1260 им. Х1д робочого цил!нд-ра - 1000 мм, 'Ьслостанхпя: насос Щ-ЮО, пневмодвнгун ДАР-14. Зусидля.розпхру -:100 кН. Зусилля вдавлювання - 80 кН. Трина -л1сть зведення одного анкеру доезшною 1,5...2 и - 6,..8 хвилин. Еиготовлюшч - ремонтно-механхчниП цох Маргансцького ГЗК,

При доел!дяенн! в. промислових умовах анкерно-рамие кр1п -лення мало так! парамотря:. щ1льн1сгь к!льцевого рамного кр1п -лення складала 0,6...1,'! рами/м, тобто була зменшена у 1,4... 2,5 рази в пор1вияин1 а тою, яка ишваеться на практии!,щ!ль -н1сть анкерного кр1плення складала 3,6...5 анкера/м2. Анкери еиготовляли Лз арматурно£ стал! д1амотром 26 мм ! нали довжину 1,2...2 м (рис.4). Затяжку виготовляли 1з прос!чно-витяжного . листа товщиноюЧ мм розм!ром 0,8 х 0,9 ... 1,Гмм.

Одержан! в р!эних умовах результата досл!дних даних св!д-чать про те, що п!сля зведення анкерного крапления розиаруван-ня ! зм!!дення породи у виробках припинялися. У зон! Впливу очиеннх роб!т величина 1 шеидкхсгь вертикального зм!цення по -рхд покр!вл! зменыувалися на 24...30% в пор1енянн1 з тики д! -

льнкцями, на яких стояло рамне кр!плення щтль^ств 2 рамиДи1

На спряжениях догжиною 2,0 м зпанкероп-ичг породи не мали про-'тину, дослхди в шахтних умовах гйдтвертиди спрагедлив!сть писуну тих наукових положень I Еикоианик роэрахунк1в. : Устпновле-но, що змпднення глинистого' месиву анкерним кр!пленням е од -нин 13 найЕажливхших-технолог!чних эасобхв по його упрйгл1н1№, оск!льки дозволяе збудупати навколо виробок миш! породно-не-. .талев! оболонки, як1 перешкодкують розшаруваннв 1. эмхкенню пор!д, а .також дозволяе пхдвицити ст!йк!сть гхрпичих виробок в зон! х поза зоною впливу очисних рейхт, створит бе'знечн! умови для прац1 у вкемкових штреках х на хх спражоннях, зиен-шити розх!д кр!пильних-матер!ал!б 1 забруднепня.руди породою/ Анкерно-рамне крхплення хз иилыпетю рамного кр!плення I...1,4 рани/м ! анкер1в 3,6 анкера/м2 пркйнято до промыслового.. засто-суЕання на шахтах Марганецького ГЗК.

,В !снуючих методиках розрахунок параметр!в рамного крхп -лення .нормативний тиск ! необх!дна репкц!я кр1плення визна -чаються залежно ехд величмни ,зм!щешш породного контуру внреб-ки. В пластичному.масив! зм!щення-пор!д т!с.но зв'язано 1э три-вал!стю Ух оголения. "Оценку стану пластичного месиву 1 визнп -. чення-рвакцП крЗплення мох;на робити не по величин!, а по {н -. тенсиЕиост1 прничего тиску, тобто по иеидкост! зм1Е(ення пор!д. Результата Екпробугання шдп!риого ! зм!цншчого масив кр!п -лення дозволили установити таку залеж1Псть м!ж реак1цзю ' кр!.п -лення ! шеидкхстю. змпцення пор1д : .

Р,< =0,042\/с+0у01% (16)

Дэ Рк ~ реакция од'.иех рами металегого кр1плення, МПа. ..

Реакц1ю чи несучу здагн!сть анкерио-рамного к.р!пления можно-виз.начити по формул!: ' :

де ТЬр - к!лыс!сть рам мэталевого кр!пления,рэм/м; % -рад1ус виробок.м; Па - щ!льн!сть звадення анкеров,анкера/м?: Ра. -не-суча здатн!сть одного анкера,кН.

Якщо в!домэ швидк!сть эм!щення пор!д \/с ■ то по формул! (16) можна визначити нсобхЦну реакшю кр!плення Рк а по формул! (17) - и!льн1сть рамного¿анкерного кр!плення. Причому на сучасн!й стадП осЕоювання анкерного. кр!плення можна реко -мендувати так! тип ! щ1льн!сть кр!плення; В умовах стойкого масиву -.анкерне кр!плення Щ1льн!стю 3,6..»6 анкер!в/м2, в умовах середньостхйкого стану масива - анкерно-рамне крапления з щ1льн!стю установка рамного кр!плення 1,.Д*43 рами/м 1 анкерного 3,6...5 енкера/м2, в умовах нвст!йкого стану масяву-анкврно-рамне крепленая з щ!льн!стю установки рамного кр!плен-ня 2 ,рами/м ! анкерного 3,6,..6 анкер1в/м2.

На основ! Еиконаних досл!джень Вйпропонована клпспф!ка ц!я розробленкх !'!снуючих в г!рнич!й практик! принцип!!', спс-соб!в Д засоб!в управл!кня станом породного масиву (табл.4). В залежност! в!д потреби 'можна вид!лити три прнкципи упраЕл!н-ня-месивом: 'п1дзищоння от№<ост! нопорувеного масиву навколо п!дготовчнх ЕИробок, п!двищёння. стхйкост! спрацьованого очис-ними роботами масиву, перев1д маскву у нестойкий стин. Перш! дез принципл викорнстовуються на д!льнмцях-!з серолньостхйкии I нест!йким масиЕом. Еони мають так! -способ-/ впливу на масив, як! дозволяють п!дви«ити його ст^клсть. Трет1{! принцип вико-риотоЕуеться на д!льницях з! ст!йким месивом, коли потрхбно зменщити ст!йк!сть масиву для своечссного 1 .як!сного обвален-Ня покр!вл! рудного пласта у вироблснпму простор!.Е1дьш!сть приведених способ!в впливу на масив I засобхь упраглглння По го станом використано в розроблеких методиках I преградах.

Таблипя 4

Kxaouíi каш я пркнг.пш;.<, способiв i 3acc6ÍB упраглпжя станом пор^/.'.иогс масиву

Принцип ynpnx'jiimm Cnoció сплипу па масив ToxKOJort'iKMtt sació • управлял станем масиву

1' 2 3

.1 ЛИдвищення ctíйкоот! немо рушено го мксиву навко-

.70 п1дготовчих

ЕИ робок.

Й.ШдЕипенпя ctiitkocti оп-

рацьованого очисннми ро -ботами маснгу

3,Перовидения касиву у на -стШсий стан

Зм1на (Изико-механхчиих властивостей порЦ

Осушения грунту р>удного пласта

Шдвищення но-сучо1 здатнос-т1 рудного пласта

Шдвищення HQ-сучох здатнос-

ТХ П1ДГПрНОГО

кршлетш

Зм1на трива -лост1 оголения Maaiijiy

Опткмх паряметрхв систем розроб-ки 1з умов прнпчого тиску .

.Закладка ги -роблсного простору

Зб1льиоиня

ПЛОВД 1ИДроб-

лоного. маеигу

Зм!цнзик.*; масиву анкерник крхллешдаг, зв'язуючими речовинями х 1кшими способами

Зиикення тпвня "води у нерудному горизонту з допо -могою трубних колодяз!в •

Пдро1 лоляцхя рудного пласта по контуру виробок.

Змпиюння рудного пласта гнкерним крхлленням.

Зб1лылепнп щ1льност1 рам -наго крхплення.

Застосувпння крхпле-ння ¡пдсилення.

Збхлынення швидкост! вхд -робки гизмкових стовпхв, Свобчасна посадка покргвлх у в1дроблекнх очисних ей -рсбках.Усунения загксашш пор1д покр1вл!. Плавне опускания п0кр1ия1.'

Зменшенчя кирпни виамковйх

стогпхе.

Шдэищенчя наваятакеиня на забой» -

застосуззшш самолдивного 1 гхдровл1чного транспорту для эаповконня заходок плцано-глиннстою.породою.

Зб1льиеннк довжики 1 иирини очисних виробок

Зм1на три*а - Зменшення ивидкоот1 вЦробки лсст! оголен- виемкових ctobhíb. ня масиву

Осушения • Спорудження вертикальнях дре-гпдрудних нажних скважин. П1ск1в Нагнхтання стиснутого пов1тря

у надрудний водоносшй гор-д -зонт.

На основ! виконаних досл!джень розроблена методика управляя станом породного ыасиЕу.Е як!й врахоЕуеться сп!льний вплив на породний масив геомехак!чних ! тзхнолог!чннх факто-р1в 1 засоб1в. Методика складаеться !з программ для ЕОМ'! комплекса алгоритмов управлпшя станом масиву (рис.5). Комплекс алгоритм!в Ем1щуе: алгоритм розрахунку параметр!в систем розробки (АПСР), алгоритм вибору кр!плення очисних виро-' бок ! систем розробки (АКО ! СР), алгоритм вибору способ!в п!дтримання прничкх виробок 1 управл!ння масивом,(АСП ! УМ). Застосування комплексу алгоритм!в дозволяе регулювати пара -метри масиву у стад!Г проектування, а також активно управля-ти його станом в пергод в!дробки виемкоЕих стовп!в ! вир!шу-вати так! задач!: знаходити оконом!чно-вигодн! параметри систем розробки ! перев!ряти 1х !з умов залягання рудного пласта, вибирати тип кр!плення очисних виробок ! Еар!анти систем розробки, визначати тип 1 щ!льн!сть кр!плоння п!дго -товчих виробок, визначати оптимальну швидк!сть в!дробки ви-емкових стовп!в, вибирати спос!б впливу на масив 1 техноло -г!чн! засоби управл1нкя його станом.

В И СНОВ К И

На-сенов! результат!в виконаних досл!дзкень дано новв р!шення актуально! науково-тёхн!чно? проблеми - розробки геомехан!чних I технолог!чних основ управл!ння станом породного масиву при п!дземн1й розробц! марганиевих родовищ з складними г!рничо-гоолог!чними уиовами залягання рудного

{ АГЮР, ЛКО Г ОР . ЛСП .1 УН /

Розрахунок ¿л по /б/ Розоахуиок&з по /7/

1 1

Ро эра ху но к /_ст г; о А/ Ро зрахунок 1ст по /5/

1 1

¡Те рев 1 рка ¿л по •г{ рничотехт'чним у мо вам Так Попев 1рка £з по Г1рнячотехн1чн»м умозам

1 (

(

РозрахунокУш по /2/

1

1 1

Р о зра ху но к Уст п 0 /8/ Ро зра х у но к Уст по /9/

1 I

Н1

Розрахунок вл по /ГС.| Розрахунок £3 по /II/

Внб1р комплекс/ ! класу пор|д пок р!вЛ|' по табл. 2

Розрахунок I в и-б!р. арочного ко¡гт-лечня та спояжень

' I--

Ро зрахунок Т по /I/ ( -17-

Виб!р типу пор>д грунту по" табл. I {

АСП I ГА

Визначення Рк по /15/ I Па. по /16/ |

ВизначенняКр по /Щ/ I табл.3, способ!в ^впливу на масив ! технолог!чних засоб(в управл!ння Яого станом по табл.4

Рис.5. Комплекс алгоритм!^ управл!ння отаном маеиву.

плаота.

Осноен! науков! 1 практичн! результата роб^ти так!; 1.Уотановлен! законсшрноот! зм!нення неоучоК здатност! «ор!д грунта ! иеидкост! зм!щення пор1д покр!вл! рудного пласте я зон! очионих роб!Т, а також ивидкост! в!дробки виемкових отовп!в 1 реакцП кр!шшння в!д геомехашчних 1 технолоИчнгос $актор!в.

Установлен! заложност! показника зм!цнония глиниотих пор!д ! м!цност! эакр!пдення металевих енкер!» в!д IX парамат-р1в.Роэробл0н1 науково-техн!чк! осповя зм!шгенкя виоокоплао -твчного породного маоиву мотале^им анкерким кр!пленням.

3,Установлен! анал!тичн! залежност! для визначення опти -мальиих параметр!в оиотеми розробки довгими стовпами э ви^мког руди лавами 1 заходками, як! дозволяють;враховуватк економ!чн! показники, геолог!чн! ! г!р>шчояехнолог!чп! фактори, в тому чиол! швидк!сть в!дробки виемкових стовп!в,

Ц.Розроблен! новий спос!б 1 бозипурова технолог!я зм!цне-ннп шоохопластичного породного насиву металевими анкерами, на баз! яких створен! нрва аккерно ! енкерно-рамне кр!плення для г!рикчнх шробок ! 1Ех спряконь марганцев'/.х вахт. -—~~

З.Розробдене к!льцево податливо кр!плення э п!дв1щеною нвсучо» эдатн!отч» застосуаання якого разом з анкорним кр!п -лекням дозволяв збврегти г!рнич! виробки у важких г!рничо-гоо-лог!чних умовах.

б.Запропонована класиф!хвц!я розвоблених 1 !снуючих прин-цип!в уп^авл!ння, способ!в впливу па масив ! технолог!чних за-соб!в управл!ния станом масиву. -

7.Розроблена методика управл!ннч станом породного масиву на основ! сп!льного обл!ку геомехан!чних ! технолог!чних фак -

Topin. Метод яка iMif'M'4 коми» мгериу проггпну i комплекс а я горят» Iii в ДЛЯ ОПГИПГ.'.'ШП п'аряиотр! л оястшш розробки, ркбору крл! -лоннл очисиях гиробок' t ¿npiamiB систеки розробки,. вибору i розрахунку засоб!в шдтрллки пгничих виробок i технологиях . saco6iB управл!ння касигом.

0.Результата дослш^нь по утгореш» геоисхан1чних i тех -■ нолоИчних основ упра?д!шт станом породного масиьу при шдзсм-

н!й розробц! марганцевих родогиц впкористовуяться !нститутани Укрдипроруда i НДГР1, Марганецьким i Та:р!йоьклм ГЗКами при розробц! проект1в ноеих иахт, а тако» робочих проекта висмкових . стовпхв i 1цженерних заход!в для змениення шглдливого гпливу прничого тиску i Еитрат на 1йдтримання гхрничих виробок.

Основн! положения дисертацП опубл!кован! в таких роботах:

1.Инструкция по'выбору крепей очистных выработок д их сопряжений на шахтах Приднепровского марганцевого бассейна / "НИГШ, Кривой Рог, 1989. - С.33. /

2.Методика определения параметров шемочгалс столбов мар -ганцеводгдшпс шахт / Соавтора: Л.С.Сидоров // IIHTFH,Кривой Рог, 1990. - С.40.

3.Инструкция по нормированию и учету эксплуатедиошшх потерь и засорения рудн на иахтах Маргаиецкого ГСКа / Соавторы : . А.В.Кирпикин, А.Л.Залольскнй, Л.Т.Гришина //НИШ!, Кривой Рог, 1989. - С.62. ■

4.Особенности развитии и совершенствования марганцево-рудной подотрасли / Соавтор«: А.Р.Черненко,.А.С.Сидоров // Совершенствование горнорудного г.псгтзподотво. - ГОПТИ.Кршюй Рог, Т990. - С.88-91.

* 5. Анализ технологии подземной добычи иаргагадешх руд в условиях Никопольского месторождения./ Соавторы: W.I!. Остро -ухов, К.А.Взрба // Об,"Марганец": ШШ7И к ТОП. - Тбшшси.- • 1969.Вып.4 (17).-С.31-33.

6. К вопросу определения длины очистных выработок в Никопольском марганцевом бассейне/Соавторы: В.Ф.Лаврпяенко // Разработка рудных меоторолздяшь1 : Респ .нелвод. иауч. -тпд¡. г,б. -1969.-Вып.0. - С.13-15.

7. Исследование влияния порядка отработки вы?мочпого столба на состояние очистных выработок шахт Никопольского марганцевого бассейна / .Соавторы:- А.Н.Ивдзпко // Отраслевая научно-техническая конференция молодых учоннх по вопросам повышения производительности труда на железорудных предприятиях Украины. Тезисы докладов - 1ШГРИ, Кривой For, 1939. -,C.3G-37.

0. Влияние порядка отработки выемочного столба на состояние очистных выработок на шахтах Грушевского рудоуправления треста "Никопольмаргакец // Сб.научных трудов Ш'ГРП. - I9G9. -ИЗ - С.69-73.

9. Совершенствование способа управления кровлей и креп -ление очистных выработок на шахтах Никопольского бассейна // Научно-технический прогресс - основа повдакняя производительности труда.-Киев.-1970,

10. К вопросу исследования закономерностей и ícpn проявления горного давления на шахтах Никопольского г/аргачызвого бассейна /Соавторы: А.С.Сидоров, А.И.Почкой, П.П."repon // Металлургическая и горнодобывающая прошилчп«Ьст&.~ T.^O.JFS -С.65-67.

11. Внедрение поточной технологии добнчн рул на 'пахте -основной путь повы'ленЕЯ эффективности nponwwcn .'(Г-^вторн:

И Л".Остроухой, Л.С.Сидоров // Горный журнал. - 1971. - MI.-C.3~5.

1.2. К вопросу определения оптпмалькой - плотности крепи очистных выработок в Шпсопольском бассейне // Сб. "Марганец"-: ГНИШ1Ш и ТЭИ. - Тбилиси.-1972.-]?3. - С.35-39.

13. Крепление выработок при добыче руда подяеииш способом в Никопольском марганцевом бассейне /Соавтора: А.И.Иочков // Сб. "Марганец": ГНИИНШ и ТЭИ.-Тбилиси.-1973.Ешь3(35).- С.52-60.

14.Совершенствование кропеЯ на шахтах Никопольского марганцевого бассейна /Соавторы: И.И.Егоров, А.И.Иочков, Л.В.Чистяков //Горный нурнал.-1973.-№7.-С.36-39.

15. Опыт концентрации производства на шахтах Марганецкого ГОКа /Соавторы: И.И.Остроухов, А.С.Сидоров // Горний журнал, 1973. - й 7.- С.40-42.

16. Результаты промышленных испытаний и оптимальнда пара -метры щитовых механизированных комплексов в Никопольском бассейне/ Соавторы: А.С.Сидоров, П.И.Егоров // Горний журнал.1973,№7,

. С.34-36.

17. Новые типы крепи выемочных итреков в условиях МГОКа // Материалы научно-технической конференции.- КГРИ,Кривой Рог,1975, -С.25. .

18. Исследования проявлений горного давления в выемочных ■ штреках щитовых лав и комплексно-механизированных заходов. ./Со -авторы: А.С.Сидоров, П.И.Егоров, В.С.Крылов // Горный журнал. -1976,-¿й-С.56-57.

19. Разработка марганцеворудннх месторождений Никопольского бассейна/ Соавторы: В.С'.Шебеко, А.С.Сидоров // Горный журнал. -

1986.- №3.-С.25-28.

»

■ 20. Исследование закономерностей проявления горного давления на вахтах Приднепровского марганцеворудного бассййна// Раз-

работка руд черных металлов,-1ШГРИ,Кривой Рог, 1989.-С.68-70.

21. Совершенствование ыаргащеворудиой подотрасли /Соавторы: Н.В.Хильчэнко // Горнорудная промышленность Украины : в 1990.-НИГРИ,Кривой Рог,1991.-С.195-196.

22. Создание эффективных природоохранных технологий добычи марганцевых руд в Никопольском бассейне / Соавторы: Н.В.Хияь -ченко, А.Н.Ивденко, А.Н.Запольский // Проблемы разработки руд черных металлов. - НИГРИ,Кривой Рог, 1991.- С.74-77.

23. Экономико-экологические проблемы разработки марганце -ворудных месторождений Украины / Совершенствование технологии горного производства для снижения негативного воздействия на окружающую природную среду. Тезисы докладов всесоюзной научно •технической конференции.-1ШГРИ,Кривой Рог, 1991.-0.39-40.

. 24. Создание природоохранных способов добычи маргшщевых руд в условиях Никопольского бассейна /Соавторы: Н.В.Хильченко, А.Н.Ивдеико // Совершенствование технологий горного производства

для снижения негативного воздействия на окружающую природную ----------

среду. Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции НИГРИ,Кривой Рог,1991.-С.40-42.

25. Геомехашгческле основа технологии разработки марганцэ-ворудных месторождений // Разработка рудных и нерудных место -роздений Украины.-ШЕГРИ,Кривой Рог,1992.-С.77-80.

26. Проблема поддержания выемочных штреков на Таврическом опытно-проиыяленном ГШе/ Соавтор: ВД.Барбашев.А.А.Чеховяч, Н.А.Чегодаев // Разработка рудных и изрудных (Месторождений Ук -раины - НИГРИ,Кривой Рог,1992.-С.75-77.

27. Развитие технологии добычи руд черных и цветных металлов на Украине / Соавторы: Е.Д.Прилипенко, В.П.Вологценко, А.П.Грп -гор&в, Л.Г.Настобурко, В.А.Салганик, Н.В.Хильченко, В.В.Цари -

ковскпй // Горный журнал.-1993,-№5.-С.37-41.

23. Анкерная крепь для поддержания внработон в глиниотах породах // Тезпон докладов юбилейной научно-техшческоЯ конференции ,посвященной 60-летию Ш-ТШ.-ШПТИ,Кривой Рог,1993,-0.18.

29. Анкерная крепь для по.здер.жаш!Я выработок-в глинистых породах // Проблемы повшения эффективности горнорудного производства. -1ШГРИ,-Кривой Рог,1993.-С.99-102.

30. Лабораторные исследования штыревой анкерной крепи //' Проблемн повышения эффективности горнорудного производства.- ■ Ш1ПИ,Кривой Рог,1994.-С.97-99.

31. Форма для изготовления сборных железобетонных элементов крепи // A.c.Jf 212924/ Соавторы: И.С.Зильберол.А.К.Евту -шенко/.

32. Железобетонная затяжка-отяяка // A.c. !b 276871 / Соавторы: Н.С.Зильберов.А.К.Евтушенко/. ' .

33. Механизированная крепь // А.о. J& I059I98 / Соавторы: С.Д.Щербаков, П.И.Корниенко, В.И.Калюсин/.

34. Способ разработки пологих пластовых месторождений по -лезных ископаемых // A.c. S I624I60 /Соавторы: В.Х.Барбаиев /.

35. 'Способ разработки горизонтальных и пологпх пластовых месторождений полезных ископаемых// A.c-.tö 1726768 / Соавторы: А.Р.Черненко,А.С.Сидоров/.

36. Способ разработки пласта полезного ископаемого // Заявка 4770865/03 с положительным решением/. ■

37. Способ извлечения крепи горных выработок //Заявка J6 4941451/03 о положительным решением/.

38. Замкнутая крепь горных выработок // Заявка ii 5007021/03 с положительным решением/.

39. Узел податливости крепи горных выработок // Заявка № 5007365/03 с положительным решением/.

filckomtu V.I. Qeoaechnnical and technological principles of rook ваее etftte control in underground mining of manganese deposits.

Thsoin for.fi doctor' e degree of technical sciences by вре~ oiality 0!?.l5i02 - underground mining of mineral depoBits. Scientific-research mining inotitute. Krivoj Rog,1994. 30 scientific papers and 9 author*с certificateo are defen-• dodi that comprise theoretical inveBtigationB. of rook тазе Btate whan mining in dependence on defining factors, and also tha reoulte of experimental studies. It ie founded that controlling high-plastic rook mass in strict mine-geological со?ditionp is provided by the way of its strengthening with metal anchoro and.combined account of geomechanlcal and technological factors, MatRl anchor bolting and hololese technology of ita eraation have- been developed end introduced, and procedure of controlling rook тавэ state as well, the data , of their effectiveness are aloo presented.

Никонец Б.И. Геомеханическио и технологические оснош управления состоянием породного массива при подземной разработке марганцевых месторождений.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - подземная разработка месторождений полезных ископаемых. Научно-исследовательский_ горнорудный институт, Кривой Рог, 1994.

Защищается 30 научных работ и 9 авторских свидетельств, которые содержат теоретические исследования состояния по -родного массива при разработке в зависимости от определяющих факторов, а также результаты экспериментальных исследований. Установлено, что управление выоопластичнш породным массивом в сложных горно-геологических условиях обеспечивается путем его упрочнения металлическими анкерами и .совместного учета геомеханических и технологических факторов.Разработаны и внедрены металлическая анкерная крепь и бесшпуровая технология ее возведения, а также методика управления состоянием массива, приводятся данные об их эффективности.

Клочов! слова:

ивидк1сть зм1цення пор!д, м1цн1сть закр1плення анкёр!в.

* Пошукач .(^feduMM^ " Шхонецъ B.I.