автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Геомеханическое обоснование охраны и разработка эффективных средств поддержания подготовительных выработок угольных шахт

0:1'

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ШТУМПФ Генрих Георгиевич УДК 622.02:539.2:622.268.6:622.83! .24

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОХРАНЫ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальности:

05.15.11 —Физические процессы горит о производства 05.15.04 —Шахтное строительство

Диссертация

на соискание ученом степени доктора технических наук л форме научного доклада

Кемеросо —1993

Работа выполнена на шахтах Кузбасса и в Кузбасском государственном техническом университете.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук,

профессор Ерофеев Леонид Михайлович

Доктор технических наук Кулаков Геннадий Иванович Чл.-корр. АИН РФ, доктор

технических наук, профессор Фрянов Виктор Николаевич

Ведущая организация: Кузнецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт

Защита диссертации состоится ^Ч марта 1994 г. в 7 7 часрв на заседании специализированного совета Д.063.70.02 при Кузбасском государственном техническом университете по адресу: 650026, г. Кемерово, 26, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасского государственного технического университета.

Диссертация разосланаДО января 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор

ТАШКИНОВ А. С.

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертащпт, прбдстзалакшй в форма научают доклада, дается краткое содержание опубликованных в I970-I9S3 гг. работ авторе по результатам шшшюнных ем научных исследований.

Актуальность проблзмк-. Пошивши эффективности ьодзвмной добычи у г те, рост производительности трудя и улучшение условий работы являются важной народнохозяйственно?. задачей, поставленной пород угольной промышль пкостью стралн. Это требует разработки новых технологий, совершенствования применяемых способов ведения под-змйй горностриительных и эксплуатационных-работ и управления состоянием массива горных гюрод. Значительная роль б увеличении до-бичи угля и снижения ого себестоимости отводится Кузнецкому бассейну одному из основных поставщиков коксующихся и энергетических углей в стрбнв.

Реовнио поставлзнннх задеч осложняется тем, что по мерз увеличения глубины разработки усиливаются прэявлештя горного давле-• ная л резко возрастают затраты на креплекло к ремонт горных выработок. На шахтах Кузбасса поддергивают более 4900 юл подготовительных выработок, из которых около 40 % составляв выемочные arpólas лав. В среднем в бассейне систематически ремонтируют и пере-крешшэт 10 % общей протяженности шддбрзивавшх внработок, пря-48!/. 6-7 % выработок, расположенных на глубине до о50-"00 ,vt я 20-2Í % выработок, расположенных на глубине 500-7С0 м. Общие трудовые затрать; из ромоит выработок еязгэдно составляют о ко л;. 2 (ш. чол.-смон.

С переходом na глубину разработки более 300 м яодавлякдае больЕШстно выработок, охраняемых угольными целикам:, в зона влияния очистных работ сильно деформирует и их приходится за сро:с слуабы одан-три раза перекрепить. В этих условиях оставляемые у выработок целики угля ширтшой 10 30 ы не обаспечивсвт их нормального эксплуатационного состояния.

В послэд!ше деснтплс-тия на угольных шахта:: с тракт получил довольно ьирокое распространений способ охрани выработок оставления гвяпков угля,- Ск обеспечивает по сравнению со способом охрп'.ь выработок целиками сокращение потерь угля в недрах, снижение затрат i:s г.оудержание выработок и повышение безопасности .работ. псе же, несмотря на успехи в области беецз^лковой охрз-нь', значительную часть зпэботок, охраняемых этим способом, деформирует к их ириходится решнткровать аврекриплять. На шахтах

Кузбасса наиболее сильно деформирует повторно используемые выработки по пластам мощностью более 2,5 ы н выработки, проводимые на границе с выработанным пространством, у которшс оставляют целик угля (огравдащую стенку) шириной до 4 м. •

Углубление горных работ сопровождается значительным ростом опасных д8$орма19ш подготовительных, выработок и затрат на их под-дерааниа под влиянием надработки. Обследования подготовительных выработок ряда шахт бассейна показали, что на глубине разработки до 200 м под влиянием надработкк деформирует около 5 % общей протяженности поддерживаемых надрабатываемих выработок, а в интервале глубин 300-6С0 м -13 %.

Большие объемы ремонтных работ, неудовлетворительное состояние значительной части подготовительнцх выработок сдерживают темпы и сникают эффективность очистных работ, в особенности с применением механизированных комплексов. Одной из причин ухудшения состояния подготовительных выработок и резкого увеличения затрат на их крепление и ремонт с углублением горных работ является недостаточная изученность закономерностей геоыеханических процессов, протекающих в породных массивах вокруг выработок. В наибольшей мере это относится к выработкам, проводимым по сближенным пластам, и к ' выработкам, испытывающим.влияние очистных работ. Разработка и выбор прогрессивных способов охраны подготовительных выработок и крепей, главнш.! образом облегченных, принцип работы которых основан на использовании несущей способности массива, в условиях шахт Кузнецкого бассейна в значительной мера одерживается слабой изученностью механических, ьодно-физических и других свойств горных пород месторождений бассейна.

В'связи с изложенным, геомаханическое обоснование охраны н разработка средств повышения эффективности поддержания подготовительных выработок угольных шахт представляют собой актуальную павшую и инженерную проблему, имеющую вашое народнохозяйственное значение. Решению этой проблемы и посвящена диссертационная работа.

Исследования выполнены автором в соответствии с планами научно-исследовательских работ: ■

- КузГГУ за 1972-1992 гг. по направлениям: создание и внедрение эффективных способов охраны и средств крепления горных выработок и исследование физико-ыеханических свойств горных пород при разведке и доразведке угольных месторождений Кузнецкого бассейна (№ гос.рег. 70035453, 78035458 и др.);

- В1ШШ за 1972-1975 гг. по направлениям: геомеханическое

обоснование выбора места заложения, способов охраны и разработка рациональных конструкций и параметров крепи капитальных и подготовительное выработок (темы 0203С6 и 02036000, & гос.рег.72014034);

- подпрограмма "Уголь Кузбасса" комплексно:"; программы "Сибирь". .

Цель работы состоит в установлении закономерностей гвомехани-чеекпх процессов в массивах горных пород вокруг подготовительных выработок под воздействием подготовительных и'очистных работ и разработке на их основа эффективных способов охраны к средств поддержания выработок. -

Основная пдая работы заключается в повышении устойчивости подготовительных выработок путам комплексного управления структурно-текстурными особенностями строения и механическими свойствами угле-породных массивов 2 гаоиеханичеекпмм процессами, происходящими в них под влиянием подготовительных и очистных работ.

Задачи исследований:

- исследовать механические и водно-фшические свойства горных пород массивов угольных месторождений и основные закономерности их изменения по площади и глубине залегания;

- изучить структурно-текстурные неоднородности углзвмещапцих массивов и влияние их на шханическиэ свойства, процесс деформирования и разрушения пород вокруг подготовительных выработок;

- установить закономерности деформировазшя вмещающих пород и проявлений горного давления а подготовительных выработках по одиночным и сближенным пластам те золы и в зоне влияния очистшгх работ при различных способах их охрани и нодцержанш, глубине заложения, расположении относительно очистных выработок и порядке ведения подготовительных и очнстнюс работ во времени;

- разработать.на осново выявленных закономерностей проявлений горного давления методики прогноза смещений пород в подготовительных выработках;

- установить механизм совместной работы анкерной и рамной крепе¡; к обосновать принципы выборз и управления оптимальными режимами совместного их функционирования;

-'разработать/усовершенствовать и внедрить прогрессивные способы охршш г. средства поддержания подготовительных выработок.

1.1ётолы пселвдонма;л. ышолнемси работ использован комл-иексныЯ- котод, ы:личзвд:и научной обобщение а ^ехгажо-пконойпчо-зкп]! а1шс;а про. ¡^лдст.лл.того опыта ох}. язш у. подде^ианкя горных

выработок, шахтные, лаборатории к аналитические исследования» аила и обработка результатов исследований с использованием методов матешиг-'гской статистики и ЭЕ'.!, иромшлеинея проверка а внедрение разработок к реког,:еада:ц1й.

Основные научные, гллоаеякя, иы.чос1.г.:из на задачу:

- установлено, что лз1ля;;еш:в кехатгчйских свойств горных город ко глубине залегания подчкняатся. слодуицк.! закономерностям: до глубины 8С м от земной поверхности ярочпос.гь пород при скат пи возрастает в 5-5 раз, пористость уменьшается в 4-С раз; на глубина 80-300 ь. прочность возрастает в 1,3-1,4 раза, а пористость уменьшается в 1,2-1,3 раза; на глубине сваше ЗСО м механические свойства горшх хшрод стабилизируются;'

- неоднородность строения к прочность породы при сзатт о достаточной точностью для решения' ннЕене'-шх задач мокно оценить ' по когкМ^циенту анизотропии скорости распространения продольной упругой водны;

- расположение подготовительных выработок по одиночным а сбдажвииш пластам б разгруженных очкетнгйш работами ьсках обьедз-чиваат сшт.зш:о смещений боковых пород и повышение их устойчивости в 4-7 pas;

- ка размеру s продолжительность формроввккя зен раатрузю; вокруг одиночно;! очистной выработки оказывают пзпболее существенное влияние прочлостнуе свойства к структурноттекстуршо олекенты виещаадих горньх пород, глубина разработки, параметры раз раба ту- ■ вавмого пласта и se боя t a • вокруг .сблпавшшс очистках ■ выработок также взаимное кх.расположение относительное aôpe;»easei£c-. забоев;.

- установлено, что. в слоист, трокгшоззтьх и других чскрода-фвитш«"ка есихах пучокко-» водготоаителышх аырьботкыг.' происходит в вида постелен.того расщс-.-лшшя пород но поверхностям ослабления; в слабых и очень слабых глинисты?" породах - в взде пластического 4 точения; . ,

- установлено, что отношение .прочности пород при ска тип-в массиве к действующим в них нормальны* напряжениям яалябзея лостг— точным для онанки устойчивости пород лечвы нодготовнтьлх-нх: выработок; ' '

- аькорпая и рег/л^я крепи работает активно со жестко Ни прот-. тяхекпи всего срока службы зырьботлИ, с еж. зд.чдедоздшде -иодвт-' -ливость ра:.:»ой -;репп на менее -.¿.лищ.ны бзипасгого сь-в^ск'-я гаан-короа$$шых пород кровли., а реактивное сопротивление ее lie Провы-

шает реактивного сопротивления анкерной крепи;

-.в подготовительных выработках, испытывающих повышенное горное дадшша ярл попадании их в зону влияния очистных работ, комбинированную крепь целесообразно возводить в два этапа: при проведении - анкерную, Ечтем после исчерпания на 50-60 % предельной т-.,гттчины безопасного смещения заанкерошшшх пород в процессе эксплуатации внрзботкн - рамнуикрень.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- шахтный; ипструментальнкадп наблюдениями за сыещониим и рчо-слзапием вмзщс Д(!:х пород и нагрузками на крепи в подготовительных выработках (более 500), охватыв^лдих вась диапазон горно-геолога-чаат\х и горнотзхническил условий дахт Кузбасса;

- исследованиями в шахтных, и лабораторных условиях структур-но-твкстурншс неоднородностей и физических свойств горных пород спишо 50 полей шахт и участков угольных месторождений Кузнецкого бассейна с использованием современных методик, оборудования и приборов (помимо образцов пород из горных выработок шахт бассейна и с-пытывался карповый материал из .600 геологоразведочных сквакин, пробуренных с земной поверхности до глубины 1100 ы);

- положительными результатам!'. Енедреюш технических разработок н рекомендация по охране подготовительных внряботок различными способам! пс одиночным и сблихешгь-м пластам и креплению их анкерной, анкерной в сочетании с рамизй к другими типами крепей.

Научная новизна работы заключается:

- в установлен::!: новых закономерностей, позволявших давать количественную оценку пзм-нениь механичоекпх свойств горних пород по глубине к площади залегания;

- в разработке метода прогноза неоднородности строения и прочности горкну пород, основанного на учоте измаиенпя коэффициента (анизотропии скорости ПрО.~1ЛЬНЬ1Х "г.ругих ЕОЛН£

- в установлении новых за«»ио^раост8й, позводивдих прогнозировать смещения пород, нагрузки на крепь и параметры яои вредного влнышл спорною давления в подготовительных выработках но одиночно раирабг.тшизг.мзл и сблшдшыым пластам;

~ ь раскрытии мехгшпзма (оченин почвы подготовительных выработок, ¿'"птиваадсго структурно-текстурный особенности массива горных го год;

- в обоснокр£~сри1 один.а-, устойчивости пород почш подготовительных выработок у. установлении пределов его изменения,

определяющих степонь проявлений пузонил;

- в установлении новик закономерностей работы анкерной краша в сочетании с рамной к обосновании оптимального решша их совмест пого функционирования, базирующегося на прогнозе предельных величин безопасного смещения заанкеро ванных пород и деформационно-силовой характеристика анкерной к рамной крени;

- в создании новых способов опрздсления свойств горных пород и управления состоянием массива, синтезирующих разработанные науч ные положения к защищенных авторским: свидетельствами е. патентами на изобретения, " ' -

Практическиз значение работы:

- получены систематпзировашше дшщые о механических и водно-ргзкчешсих сеойстшх горных пород и взазмосвязи шзду ниш основных угольных местороадзний и полей шахт Кузбасса, необходимые для обоснования способов охраны, выбора типов и расчета сараштров крепи подготовительных выработок;

- разработаны рациональные способы охраны подготовительных выработок для различных условий одиночно разрабатываемых и сближенных пластов;

- обоснованы условия и область применения анкерной крепи и анкерной крепи в сочетание с рампой в подготовительных выработках при различных способах охраны и степени воздействия на них очистных работ;

- разработана методика расчета параметров анкерной крепи подготовительных выработок, поддерживаемых вне зоны и а зона влияния очистных рзбот;

- созданы новые конструкции крепей и меярамных ох-рааденпй горных выработок; •

- разработаны эффективные паспорта охраны н крепления подготовительных выработок для различных условий. .

Реализация работы. Результаты исследований автора по закономерностям горного давления в подготовительных выработках, их рациональной охране и креплению использованы при разработке нормативного документа Шкуглепрома СССР "Указания по рациональному расположению, охране а.поддержанию горных выработок на угольных шихтах СССР" (издания .1977 и 1926 тг). Зтот документ утверзден руководством Минуглепрома СССР и широко используется шахтами, производственными объединешташ, проезгтныыи и научно-исследовательскими и другими оргаиизащшмк отрасли при решении вопросов, связанных с выбором и совершенствованием технолоплоских схем подготовки и

заработки угольных пластов и с применением зффек-гишых паспортов ' )храни и крапления горных выработок.

Результаты исследований свойств горных пород используются цэсзктнымп пнстптутзьат "Кусбзссгцяроаахт''г "СиЗлырогйахт", шахта-ш к Еах-тостроптальнши орган;'зацпяул пр.: проектировании и строительства «оных горпзонг-оз'и' шахт Кузбаюг; обосновании технологии годнотоаительнкл .ч эчистньгс работ» Овн исдоллзовакы при раконда-» 42 и?хт и строительства аахты "Аиаврасан-Ькная" в бассейна.

Рекомендации по располоаениа надрабатываоыых алазтовше и по-аыа. выработок использованы при подготовка гор^-бО ы и гор,-160 и а вахта "Капитальная"" акционеркой ко.'такли "Куз:;зцкуголъ", гор.' 320 м и гор. -280 м на шахтах "Ангарская" и "Судаэаская" концар-а "Северокузбассуголь", на аахте'ш.Ланша.

Епздрзгш я япрокр примвнякд-ся на ¡¡¡¿хм* Куайассб. ргзрабаит ракомендадаи по краплена» подготоаигвльйих шртЗо'ын ч барака-яй лав с приыцкавдиш выработками анкерной крепко и шторной кре-ью в сочетании с рашымв крепяш.

Разработанной смешанной крэпью закреплено 15 ш вентидшцаон-сс штреков лав в слоаных горно-геологических условиях разработки истов на шахте "Капитальная".

Научили и практические результаты работ, опубликованные в гебных пособиях и '(даи^ч'рафидх, шяюлт>зу»гся п учебной процесса ж подготовка специалистов тарного профиля.

Апробзцця работы. Основные результаты ди-:иортаццзииэ& работы кладывалксь па всесоюзных сеишэтрах по :;сп.хздоЕаНли горного давши к способов охраны капитальных и ясдготоькталышх выработок :овосибирок, 1970,1972,1978; Караганда,1974; Владивосток, 1980; утек,1982; КемеровоД384,1936; Фрунзе,1588; Алма-Ата,1990); все-язиых семинарах по применена» анкерной кропи на шахтах (Нсвокуз-цк,1971; Анжаро-Судаенск,1975); научнэ-тахаачвсяой ¿;онфзронцш интенсификации разработки угольных .шетороздений ЕЬшого Кузбас-(НОЕОкузнецк, 1974); всесоюзном семинаре ио измерению напряжв-и в массиве горных пород. (Новосибирск,1975); всесоюзном семинаре физический свойствам горных пород в массива (Новосибирск,1980); зсоюзных конференциях по механика горних пород (Фрунзе,1978; зпропетровск,1901; Тбилиси,1985; Фрунзе,1989); всесоюзных науч-< конференциях по физике горных пород и процессов ("оскил,197-4, 77,1984,1907); всесоюзной научпо-техничаекой конференции по шь юификациц г. безотходно;! технологии разработки угольных и слан-¡их месторождении (.Москва ,1989); всесоюзном совещании "Пути

улучшения состояния горных выработок" (Донецк,1939).

Публикации. По вопросом физики горных пород, охраны и крепления горных виработо" опубликовано более 150 научных работ. Основное содержание дисссртаи::: иэлокеш в 58 печатные работах, включая 3 монографии, 3 -брошюры, 15 авторских свидз текста и 2 патента на изобретения.

. Автор глубоко признателен сотрудникам Кузбасского государственного технического университета и шайнзрпо-тохшгческиы. работникам шахт и объединений за оказанную помочь при выполнении работа и внедрении результатов исследоваши": в промышленность, профессорам И.ЛЛершпсу и В.Б.Згош:у за критические замечания по диссертации . и ценные советы, учтешшо при ее завершении.

КРАШЕ <ХЩГ£А1ШЕ ОПУШЮШШЩ РАЬОТ . .

Б последние годы благодаря большим научным ксследовзш-ал а практическим работам» выполненным в институтах- ЗШ1Ш и его филиалах, КГД им.А.А.Скочннского, КГД Си ТАН, ЛУ 00 ГДЕ, КГДС 00 РАН, ИЛИ лН Украины, ИПШ: ГАК,-ИГД НАЛ Казахстана, ИФ и Ш ЛИ Кир- • •гизстапа, КузИШИ, ДокУГЛ, ХЖУИ» ЙечорН".:Ппроакт, ЕП31гкдроуголь, ПШИ, КузШШшохтострой, ШП:0ЩС, ДГП, ШУ, С-П Ш, ТудГГУ, КарПИ, ДШ, СГК, КупГГУ, ВостЩК, СЖ и других,достигнут значительна прогресс в облзелч охраны и крвпжшия подх-ою-зятвльйых лы-рабсток угольных шахт.

Несмотря на успехи э области поддаргзшш подготовнтельпих. выработок угольных шахт, аятрлтн на их крепление и ремонт ег;.е .велики и возрастают с увеличением глубины разработки. Это объясняется главный - образок тем, что прладлеч«! способы .охраны и средства кропления базируются на недоете^-гнсЛ изученности стр;'дтурчо-тзко-турпых ос&бешгаетеГ: етрсекг»,': и сьсйств к*!вщз1Л{их..п>рщ!х пород и закономерностиЛ ые^сойпчпш'х процессов дфрмяровяьгл а разрушения пород ыастапоя £в!фуг'коло^овпте шшх внррботок, оезбакао по сближениям плгетаг-!, подг-эрг.егтзх виздействил очистных работ и' в . условиях больших глубин.

И СВОЙСТВ ГСРШХ ПОРОД' • ...

С. т р у к т у р ь о - т е с т у р и ь: е о' с о С е н -кости .г о .. а ы'х а о р о д . Псс-едокекгщми и здал;зом геологических цатеряалоь рзздадо скваулп! глубиной: до IJ.CC у.

и горных работ выявлено, что около 50 % углзвыещавдих горных пород Кузнецкого бассейна составляют песчаники, 40 % - алевролиты, 6 % - .переслаивания песчаников и алевролитов, 4 % - аргиллиты: и •другие ;разко лдности пород. Бороды преалущостшию мелко-н средае-зернистые.

Основшгди сгруятурпо-^екстурцаот элементами (макродефектами) •массивон горних пород, предопределяющими процесс дефоршрования и устойчивость их в обнажениях, являются трещины, слоистость, мея-слоавые контакты, клкваа, борозды скольжения, зеркальные поверхности и разрозненные включения угли стих веществ в виде тонких пленок и пятен'.[2,31,34,35]. Из общего объема макродефектов строения углевмещаюмх пород более 80 % составляю? трещины и контакты слоен. Применительно к оценке устойчивости породных оби-дений, обоснованию способов охрены и выбору средств краплзгвй по дго то вето дьн ых выработок произведена классификация горных пород по степени трещиновато ста и мощности слоев. По интенсишости трещиновато ста (количеству трещин на I ы> 1ХГ породы разделены на 6 групп: очень ела-ботрещиноватыа, Кт < 0,5; слаботрещкяоватые, (Лг с 0,5-1; среднегро-щиковатые,<£/г <= 2-5; сильнотремноватые, 6-10;, о'шнь оильно-трещиноватуз, Иг - 11-40; раздробленные, ¿¿р* 40. Очень слабо трещиноватыми а слаботраЩЕноватшн являются в основном весчаяпки мао-сивной текстуры. Они наиболее часто^встреяаются в основной кровле угольных пластов. Непосредственная кровля и почва подавляющей чао-тп рабочих пластов сложена среднзтрещшюватыми породами. Силыш-и очеуь сильно трещиноватые породы залегают главным образом в зонах крупных геологических нарушений, раздробленные - в ложной кроала и почве пластов.

основными типами слоистости пород являются косой, волнистый, горизонтальный, неяснослоистый, линзовидный, штриховой к переходные. Наиболее широко представлены косой, волнистый и горизонтальные типы слоистости. В поводах б-лахонской серии преобладает косая слоистость., породах ксльчугинской серии - волнистая и горизонталь^ .чая. По мощности слоев пород ыиелокц 6 1руш. ¡Мощность слоев пород перво.Ч группы (массивнослоистые) составляет более 2 м, пород шостой группы (весьма тонкослоистые) - ыенее 0,01 м.

Расстояние ысвду существенными поверхностями ослабления в породах кровли г почвы угольши ПЛАСТОВ, то исть в порода а, вмещающих нодавлгацее большинство подготовительных выработок, состаьля--01 преил^йьстви»:»«» 0,1-1 ч.

Устакоьлепо, что и кнти^уло глуо.а! хШ-ИЦО а» ь которые

буду? зззрксь з бдкжгшеИ к более отдаленной 'лерсцектвввх разработки пластов, не к с бодается значительной изменчивости стрдаур-но-текотурннх элементов горных пород. Однако с углублением горных работ, ростом горного давления м-кродефекта строения пород весьма ск:.1.но влияют. на процессы их деформирования а разрушения и устой* чивость вправоток [&,25,38].

СзоЬст^а гора ах пород а эахоао-мерности их измене я и я. Исследованы механические (плотноскше, прочностные, деформационные, акустические) в водно-физические (размягчение, разыскание, всдопоглощание, набухание и др.!< свойства ов*'*зд 100 тыс. образцов горных пород угольных месторождений и шлей аахт а ¿атематической обработкой показателей испытаний с птаывке;швм ЗШ установлены корреляционные зависимости ываду о тми свойствами пород. Выполнены исследования петрографического состава основных типов и разновидностей углеькещавдих пород {2,10,19,23,30,37,381. .

Установлено, что предел дгючшети пси одноосном сиатии пеочзь-никсв состгаляет 10-200 Ша, алевролитов - 8-150 «Иа, аргиллитов -6-70 Ша, углей - 6-24 Ша. Предал прочности пород на растяжение в - 5--35 раз кеньтз.чем на сжатие,причем у пород массивной текстуры о. преобладанием глинистого материала ^сп «= (5-6)4»» У шрод шссив-ной текстуры с преоблагэниеы кремнистого и карбонатного материалов (ос* «= (8-12, у существенно треадоватых (мякродефактны) пород , <4« ■= (15-20) у сильно макродефектаых пород (25-30)<^>, Предел прочности при сжатии и растяжении пород непосредственной почвы рабочих пластов угля в осношоы на 20-30 % больше, чам пород непосредственной 1фовли, ч. э объясняется меньше!! .макродефектностью нх страдая.

Применительно к технологи:; подготовительных работ, охране и креплению выработок по прочности пш сааг.ш угладаецащие горные породы разделены на 6 классов (табл.1).

Таблица I

Кльсс{ поро-г ды 1 Хзрактьристии пород! г.о прочности {Предел прочности 'при скатии 1 (5см » НПв .Участие в Обь-!8ма изученных '¡пород, >

I }5ссь?»а прочные 150-200 4

Прочные £0-150 10

ш Цц'мь ессдкек прочкост;; 7С-50 20

1У С; а дно;'! прочности 41-70 41

У Слабые 2С-4С 18

п Онеиь слабые • 7

Установлено, что к?-зя трещиновато оти прочность пород при скатил а растяаеняь синаается в 3-15 раз, слоистости - в 1,5-8 рсз. Для большинства пород основной кровли и „очвь угольных пластов коэффициент структурнс-тзкстурного ослабления составляет С,7-C,S,пород непосредственной кровли и почла пластов - 0,3-0,6.

Прочность породы ? значительной мере записи? от направления ^действующей ш нее нагрузки относительно угла зьлсганпя ело-:в,других структурно-текстурных алиментов.-По дакна: даборетсрнт; нет*-таний предал прочности при скат:п. пегиендикуллрнл слоистости, основным поверхностям ослабления .в .1,0-3 раза больше, чей пэ;.гллелцг--но. Наименьшей прочность» при саатзл обладают породы вр:" угла на-■ клоне «£ ело с г, других поверхностей сслабленья 56-£0° к торгу об-раэвд. При этих углзх квялонп клоскэсть ослаблоная сотыдаех с глоскосты& скельавшс п по ней про^саодит ffispi'iséaae порода.

Исследовано влияние, элементов строения порода нз у.арйкгьу -¡.i-рушекья образцов. Выявлены 5 тагов разруаснпя обрагдоз сод действием силы скатил, пять - силы растякения. Слабые п очень славке породы массивной тзкетурн при скатгп разрушаются по ' bcsaw otfbáisy е.* мелкие кусочки в результата преодоления сил сиеплск-хя. Слоислш,*. тревчшовзтае и другие ыакродефактные породы, повчряюсти ослябле-нёя которга .залегают под углом более 6ü°, разрушаются под действием ежмлавде;: силы путей отрыва и расчсок-ия по о окопным поверхности ослабления. При дг,.1ьнв:'"ае« де.';стаки силы не породу после ее расчленежя происходит езрвдеоиьидое j¡e-jpjaaioie отдельна* ча от ?:¡ о трением. 1-"?крс дефект :vuoe¡x;. ¿o 'jeex чдгчаях яыкчтеч ¡wraw' разрушения пород [37j.

Устанозашш«» ocoJíusocni 'с-л;и:л::я структурно-гсs^ypwar иеь.'оч строения порода на образках яо грочлость и xanáxaci

руазеч7я аэавоаиэт i"£j¿:r.G. p-'..м ..¡ ?•. с ; разругаю лэроп; • круг горних ьиоабтл л ьод ,pas®:>h05 0 кавру-ьано-де-

^рып^оашом'ссгтпяйся. •■• ' •• " '

Кс ьезуладтлм г.сслзд0£аьия карповой о материала <5уроч:к икк-Jffitt. fi6oci»8SHa. яогадтаоезь ац$щи лс0дй0|0дн0(.т;1 c"poenw л; очное*» породи ьри <ака?П\ по «глйкцвекту еккготройзц скорость "рго-ntoctpahciu-./r. a ней «седо.-¿нол упругой волны. Устсно.б зно, чти у ü^aKi.íVtjQKj: олшродщкх до^Ьд 'кооф^щакг гкгзотролки скорости псо-долшг. ¿т-РУ"?'* j'-o^'ú d.c6, и i'оода-iuwkt ажзотропз;:

r.^u í,¿0; у пород со <¿.>»ccU пеодйогсдоос-'л,п

c?pow«a 1.05-1» iü, ií~I.¿Zf у супестгчгьо socapo-»

.Kt» пэ/зд 'Д^ si,11-1,-23, Х,21-Х,5С, у сильно -абоднередних °

пород Ку т^1,21-1,30, А<г « 1,51-2,0» у весьма сильно неоднородных пород {<Уе 1,31-1,60, Л* = 2,1-3,С (ю|.

Характерной особенностью углвшещевдих горных пород бассейна является то, что пидавляющее большинство из них разрушается хрупко. По данным лабораторных испытаний упругие деформации пород оостав-' дяют более 70-85 % полной их деформации. Модуль упругости пород 1-П классов по прочности срл сжатии (табл.1) составляет (35-6,6;- Ш4 Ша, коэффициент Пуассона 0,12-0,20, пород Ш-1У клсссо&'(1,&-3>10^ Ша и 0,22-0,25, пород У н Л классов - менее 1,5-104 Ща и более 0,25. Выявлено влияние структурно-текстурных элементов и влаги на упругие характеристики горных пород {2,23] ,

Высокие упругие свойстве большинства горных пород ук-зывают на их значительную ударо опасное^ а условиях предельнохо напряженного состояния. Поэтому очень вакно, чтобы принимаемые способ» охраны подготовительных выработок исключал!: концентрации высоких напряжений в породах и углях вокруг них.

Для" решения вопросов охраны * крепления горных выработок при разработке угольных месторождений необходимыми являются данные о водно-физических свойствах вмещающих пород, об изменении свойств пород при увлажнении их в процессе ведения горно-строительных и эксплуатационных работ. Экспериментальными исследованиями установ лано, что полная влагоемкость пород классов I и П по прочности (табл.1) не превышает 3 %, пород классов ПМУ - 5 %.. Влагосмкость лить слабых и очень слабых глинистых пород кроили и почвы пластов угля достигает 12-16 %, Бодоноглощение к влагоемкость пород зависят главным "образом от вещественного состава,, структуры и те ко- ; туры. Выявлены взаимосвязи мбздг влагое;костью и пористостью основных типов углевмещащкх горных пород. [41].

Лабораторными исследованиями установлено что увлажнение к во-донасвдение подавляющего большинства углевмещгювд пород сопровождается значительным снижением их фочкоетп. Раз^гчаемость и раз- -мокаемость пород обусловлены.ввпвствешаа: составом, трещиновато-* стью, слоистостью к другими макродефектоми строения. На размягчав- ■ мость однотипных по составу пород особенно большое влияние океакЕЗ-ют трещиноватость, контакты слоев и другие поверхности ослабления в шх. Эяспершштя:.я1 выявлено, что коэСФад.'ект^акизотроглш размягчэ-е ко ста, обусловленный слоистостью пород,, изменяется в пределах 1,1-3.

Установлена 383£0"-59стъ шгаду пшчностаэ годопаснгаеннюс посол и скорость» раиространешш ъ г,ух продолл^нсс улгуткх воль. По характеру изменения скорости раероосгрьченпя волны £

родах при насыщенm водой и в водонаевдзнном состоя!яш в зависает от изменения их прочности под воздействием вода выделены ть классов пород: наразмягчаемыа; ела бора змягчземш с коэф^авд-том размягчаошсти Кр 0,8-1; среднеразмягчаемш с Кр =0,5-0,0; льнораз!.1ягчач!.'ыа с Кр 0,2-0,5; весьма сильно размягчаемые и зрушаадиася полностью с Ар с 0-0,2» Б породах иарвого класса на ■ виевмо от продолжительности взааасдшкяшш с водой не наблюдает-' : изменения скорости продольной волны а не происходит он.иенне як очнссти, то есть Ар ~ I, К нему относятся песчааккн массивной кстуры с преобладанием кремнистого ценишь и низкой пористости с оделом прочности при сзмтпп бС;л МБ0 Ша. В породах второго а оса во мера водонвоьздвия скорость продольной полны постепенно зрастает-(главным образом за счет заполнения пор водой), затем, еле -насыщения их. водой, оня -стабилизируется и остается по еуще-ву неизменной. Породы данного класч-я ель б и разулрочняктся под здействием воды ( Кр = 0,8-1). Наиболее широко представлены ими счаники и алевролиты на кварцевом и кварцепо-карбонатноы цвыен-в основной кровле и почво угольных пластов. В породах третьего асса первоначально скорость продольной волны изменяется таким se разом, как и в породах второго класса. Однако через некоторое амя'послз наступления стабилизации скорости волны она постепенно паяется, что указывает на значительное разупрочнение пород под здействием поглощенной йоды. В породах четвертого и пятого кллс-в скорость продольной волны уменьшаемся с момента увлажнения и глощения воды. Особенно интенсивно протекает этот процесс в подах пятого класса вплоть до их практически полного разупрочнения и разрушения.

Величина набухания подавляющего большинства песчаников и але-олитоз не превышает 0,4 %, аргиллитов ~ 0,6 ¡3. Значительно набу-ют лишь гллнистыс.породы, слагающие частично боковые порода пла-ов угля на выходах под наносы (рис.1) f 2,23,31,41]. - - -

На основании результатов исследований водно-физических свой-в -1'Орных пород разработаны новые способы определения влияния аги на прочность и водоиоглощениа пород, защищенные авторскими идетзльстлаш [ 51,56 j. Разработанные способы позволяют коятроли-воть I; оценивать г.воцессы разупрочнения и поглощения вода но ему об. ш.:у породи но ¿ре-лси!..

' 1Гсрязн с непрерывным углублением горних работ, подготовкой отработкой больи нст.;а илистол угля и tSJnaaaiîœett перспективе -на убших eUr-?Uu к, I; бо чее отдаленной - нн buG-ilOO t.: шзмнов

мутчС'е и практическое значение приобретает исследования изменчл-ностг укоэтееких, прездв всею моханичвсдах, свойств горнкх пород с глубини!» ¿алегзнгся их. Е итога аг* сиза обобщения результатов > осдздонаши. свойств дернового материала геалогораьведочных скважин по '¿¿сторсвденкям и полям шахт бассаша с применением методов -¡ать:,.ат1лгс;;з.'1 статистики и ЭЕМ установлены три зоны изменения . прочностнчх в пдо.тиостных оэйстз пород по глубине залегания: зона нктекспваэго пзкдназпя, зонд замедленного из!.:внемл и зона практически такг^е.кню: свойств пород. Первая зона распространяете?! до глу&гы ЬГ> и, вторач - от 80 до ЗШ и, третья - от 300 до 1100 и (граде дьнея глубина ксследоьзхшй), ОсоЗеако интенсивно уилотнчкдч-ся и укрочняхлея породи до г убици 25-40 и ->т зшной поверхности, В серпой зоне придал прочности по^од при сжатии возрастает в 5-6 раз, пористость утньгаится в 4-5 раз, во второй зоне прочность зозрьсхает а 2,3-1,4 раза, пористость умокг.шдетсл в 1,2-1,3 раза,в .сротьай зоне кегактеесюм свойства пород с глубиной не изменяются.

ая

0,6 аз

Г- 6т • чг^г

2ИН в €

« 0 /4-О О 0 о о

„„ 0

» у ъ

4 «А / % © «/

* , . 5 « 1 uS.ulft.gr -

»* ■ "' * л

л а л а л л . "д1 п

9 /2 (б- /в 2* ¿су/п

Рис.1. Нябухание горных пород но времени: 1,2,о,4 - пбсчаняков и слевролптоз с преобладанием * соотиз-сствснао кре^кпстс-^арбо^атиого, агрбонатдогя,

ЕйрбОгСТхМ-А'ДЪЪИСТЗГО К Г.и.'аЬ.С^ОГО 1;СГ.'2НТ0В;

5 - алезродг-л-о. и оргпл. ;.тил на /лпилсто:.: х'.йне.ч1.^

По площади бассейна свойства погод довольно рвзлэтнн. Наиболее плотики:, прочиш.: á упругая яастютсч породи балахэдско!: серии. ЗнйЧК'Голы'о мэхенипзсхнз озэГ ;твз пород кольтугинсксЛ серия. Прочность tic-род э!?ой серги а сскезком на 20-30 i ьляьвз. чт балахонекой [23,33],

Получена кэррподдесиьые ¿зоклсияс-л' мег^'у чохет^-та^'И свойствами поре д массъгоа я глубиной чх рзлогысм д.тя --{олкаинсл-э уч-тороздааий и золей егхт бассейн»

. ?от$тк-т'Лш закономерности готээйз-г, 'гх гчрвход "f гл;-бктш рзйрзей)-.,« 70U-Í?Ü0 м кв' будет соор."<ьэ>*дакл2 суцютг.г.пкып ростом прочности, илсуноо?и и изменен;« ей других своист торн:."* я> род даосмов в .бстестнннных.удювиях ыязтж?. пс сраиягал со ¿íiú&vieüttu няссчвое па глубинах 300-400 м, ш cepur ti

основном гор^з? pyoi.ivbi a ¿¿с;::!!::':«¿¿у

рабиткл следует сгидз'^ьсупосгвснлоо сшшзш-'.а пручиоота а способности лород х угля в OKpacn-'Ocvitx подготовят} лышх н:.<рзГ)о-

ток под дзйс7ви0м повькзыгого опс-оного дзвл-чяия е coiie н^.я.чхч СЧг. •

стннх работ.'

Результат!.' исследований изменения основы« .vexutóivscr.v.x свойств горньх пород ¿.окрестностях цедготоштелыш шрабегаа но,- Г'->!л?"тпг.! " очссадкх работ иэлоямяк .У jtt&vm '

[S5,4С]„ Uui¿;;o>u;e 'ifu глуйи.ч.'.х "ч^кь '-íí'u-ёОС я'3C.v MÜC'W.'JX UüOlWf' ftk-aitbá püa? йп:>1.'4*сд'.!»г.г cu-«»'сi

прочности пород (ни ¡? и (Ьл-.e?. прояех;?:? г яу. я* Yíyrn'iaí« ^бл. «,-•£Z nvrpHíioíi до 2г5-3 мс

КСС.*Е,ф?А'Ж ПРО;В В ЧАССйГ'ЧХ Д.Р..Г-:

лси)д kokf'? riOjKOTCBiiiJJ&Hi/x . ц ушйчгагС'хя

V0 OJi.WW ГЛФАЕГ-^ЪАтМ ПЛАПХАЙ

орсцссг.п ле<т»2««йтовв'й'я, v. роарумвювя' .даедоэдис ппссд к бчкоио-

i:Í,OH.V.I6H!I,'¡ горйо;•■> ¿ьиьзддоп »'.сслрдог"/лсь « ¿о.згегзи'тч-пт-нда жрясотх йдчьт&ь. в tíj3Qj'»AS«» ~ я:е ¡»о»* к зил? ¡»¡¡.vu».-ник очистных рзбо? ác пластем мощно сж> м, расподс.вдкних на ivtyíKHa у: ICQ до 70Ü'«, Ву^Со*»« ахранчдаоь' у?ольншгА шеетаа^и,

углч различних ргзг.-гро?,- <5,v«4i3»íme ьолйсаш» дере|у:ннк«п KocTptittt:, уpjü;üíb!?.';! р-'зенз, '¡ЗСГЙЧ!'» вы^бв^зпаогл прво'А-^цс-гн:' 1:

.йгпрзг.-сн» дервяянваш, ^'лл-^зде^а, о«еч:«юп.чо, к,-.>:>•-

¡•Ají ti RCHO.;p3iS»HHlSO. Kpíil'iB X« Б >.4i0K04biB; «Л'рйКЙХ A81' nii\j.<i"?uWf-'.ЙрОНОДКЛЕОЪ 8 pCHOBHOnt С-МС if nía ич ЦруЧсайДЯЯ №> £ ;'.'-

тальных выработках до 8 лат, в отдельных - до 10 лет [1,3,4,5,8 Г7,18,22,30,32,40]. ^

Деформирование и смещение пород и размеры зон различного ы хаиячаского состояния пород вокруг выработок определялись с пом щью контурных и глубинных реперов, нагрузки на крепи измерялись механическими и гидравлическими динамометрами. Степень ослаблен: и разрушения вмещающих пород частично Оценивалась по изменению прочности закрепления в них металлических анкеров различной длш

Проявления горного давления в выработках вне зоны в л и я ни я о ч и с ных работ. Инструментальные наблюдения показали, что а иболев существенными факторами, определяющими проявления горноп давления в выработках, на подверженных влиянию очистных работ, > ляются строение и прочность вмещающих пород, глубина горных раб( и площадь сечения выработки. Породы I и П классов по прочности ] круг выработок деформируются мало (смещение кровли 86 срок слуги выработки обычно не превышает 5 мм), породы Ш н 1У классов смещ| ются и расслаиваются в пределах 0,3-0,5 ширины выработки, пор< ды У и У1 классов - в пределах 0,6-0,8 ширины выработки.

Раскрыт механизм смещения, расслоения и разрушения горных 1 род вокруг выработок в зависимости от мощности, взаимного распо. жения и прочности основных юс структурно-текстурных элементов и залегания последних относительно контура выработки [1,4,5,17,20, 35]. Процесс деформирования однородных пород 1-Ш классов протеи от плавно баз нарушения их сплошности и обычно затухает в течет 10-15 суток. Смещение, расслоение и разрушение слоистых, трещине ватых и других макродефектных вмещающих пород массива характеризуются тремя видами: породы обрушаются в момент их обнажения шп спустя некоторое время после обнажения (обычно мощностью 0,5-0,( по наиболее слабому контакту вблизи контура выработки; "породы рг сдаиваются и разрушаются во времени последовательно по слоям, структурным отделышетям от контура выработки в глубь массива; -слои и отдельности расслаиваются и разрушаются непоследовательно от контура выработки в глубь массива. Второй тип деформаций харг терен для пород, в которых мощность слоев, отдельностей и их прс ность и сила сцепления возрастают от контура выработки в глубь-массива; третий вид - для пород, сложенных из существенно -разлив них по составу а прочности слоав вблизи контура выработки.

Показано, что макродафакты строения массива являются очат формирования и развития зон существенно различного деформирован-

наго состояния пород вокруг подготовительных выработок» Процесс развития этих зон наиболее активно протекает под воздействием очистных работ.

йатзмаг *чсской обработкой даииих огетннх внструуснталъних .набжедв1ШЙ « яздоганяЯ про <шос-гг пород ::а лучена формула для рас-велстат; эо'-у onâc;;u>- дб^орг^ргттй и разрытой.пород кровли Ьр з_япрпсм.:ости от глубшге зэлэУбзия выработка V s плоьа;;« оо соченяя в прп"од?;с S и прочности пород при р&отонад (ор

hptj 1,073 i o,ia}5 .!- Z'iü3// - с.-т&р - ь-кг5//2 -

» IÖ"6S2 4 0,033 ф2. (i)

Грамши тГ'^лг у. J ;; \{- ;

(£> д 0,8-12 №Па. Коррелыягонлов отношения уравя.ния и нзде,чаошь Hin eOoiüü.iiTiOHHO рсъя» /С = u-Gi и../- ¿-.12,2.

Подученная аавясимость ноавул^с-; по «у «чтим*«

дефурмяшй пород кроал» и обосновать, осы вине параметры анкерной п pshnux крепей .подготовите лыш юрабэток ь*го зоны влияния очист-HiK работ. ,

Ils осязания результатов косладованЕЙ' структурно-текстурных . ос:чйш>ст0й строения к прочности пород и шахтою: наблюдений аа их wxmmvmn в обнажзздях рззработонс классификация пород к'ровяв по л'.;; т^трлб?""»» Ü оспояу рдао-

i:^.!;:;;:-.;:*: ь _ ¡.-■;<>:./;, ^ • ■ и ,

îïj <■..". с? y-,. ; Л-; j э о>:ч

.4, ' ,•.'■.• : - : : \ -г:. 'С-Д, 0; . :.r : ¡-..'б;.;.- ::

s'.". ÏC1 ILC'I,].¡.¡ai!;;", . ¡,:

J'o! nJ'.'CIiL-.-^i'l'h " j ; >/'.:> ! p -

'■L'hi-cinu, y. s !';<;: "v.'.> > c.-.):..ir,< :<:;;pocû;; Bi.'dop;;

й'Окгльпех cut>i-Wi>d охраны и hj шлсаия лодг^топнгвлт-шсс ;<!<•-

робогок являв тел пр»-л>э скоцоизд аор->д зд срок ах сл-уЕбг, В р.

oïpcfruxs «чвтге чихтс шетрроитялышх наблюдений и -

-vrvop;.пород случено yj.avw'ijüv.o ¿Л-ределанЕя смещения ac-род кров--; ~л д»\г«и (?.::0 г поднятоимсо лшпе выработках вне зоны влияния очистных работ а ввзпсимости от площади сечиая в проходке S и глубины // залодения выработки, мощноo— та 81 и угле здшодшг пластс, прочности пород кровли л почвы при растяконги <ср и срока службы С, выработки

iL = 10,33-3,08 5 +0,32 /{ -10,16^9-7,33/57 -О,-3,52 ^ + + 0,14 S 2-2- liT'W 2-*0,56 »OIW2f0,38 ^ ? (2 }

.-.г•;;:>< Р^.ЙО'Л'Ч'К

/

Уравнение справедливо при tí 100-700 м; S = 7-20 to^j т = 0,8-4 м; сС = 2-70°; ^ - 0,8-12 Ша; £ 1-8 лот, R «= 0,76; » 10,3 [3].

Установлена корраляцаониая зависимость М8яду_нагрузкойР на металлические из спзцпрофиля СШ и деревянные рамныо крапи и величиной смещения кровли и почвы И в выработках вне зоны влияния очистных работ

Р, = 5,'63+0,23IL-VT^U. 2(кПа); R =0,92 и /С в 34,4. (3)

Проявления горного давления в выработках, подверженных влиянию очистных работ. Около S5 % всех опасных деформаций пород и повреждений кропи в подготовительных выработках в условиях угольных шахт происходит под .влиянием очистных работ. Анализ . шахтных исследований показал, что характер и величины деформаций и разрушений пород вокруг подготовительных выработок в зона влияния очистных работ зависят главным образом от структурно-такстур-ных элементов, степени макродефектности и маханических свойств вмещающих пород,.глубины расположения выработок, мощности пласта, способа охраны и средств крепления выработок и продолжительности разрыва меаду проведением выработок и очистными работами в смежных подэтажах, столбах. Наиболее значительными факторами, определяющими проявления горном давления в подготовительных выработках, являются строение и прочность вмещающих пород, глубина горных работ, способ охраны и продолжительность разрыва мегду проведением выработок и очистными работами в смежных подэтажах, столбах [1,5, 7,17,28,30,40].

В результата шахтных исследований получены новые данные о гаомеханических процессах, происходящих в породах вокруг выработок, и устойчивости выработок при различных способах их охраны. . Выявлено, что выработки по пластам с боковыми породами 1-1У классов по прочности, охраняемые в нетронутом массиве угля и.погашаемые по мера отработки очистного уабоя, почти повсеместно не испытывают большого горного давления; Смещение кровли.и почвы в них за срок службы в подавляющем большинстве но превышает 100-150 мм.' При этом способа охраны выделяются три периода проявлений горного давления: развитие деформаций пород непродолжительное время (Обычно до 15-20 суток со скоростью до 0,5-0,6 ил/сут) после проведения выработки; с момента стабилизации деформаций пород до попадания-выработки в зону влияния очистных работ-; в зоне влияния очистных

работ» С переходом на глубшш разработка! более £00 м подавлящео большинство выработок, охраняеьнк уголшгсла долакеш, испытывают-повшшнное влияние опорного давления л их приходится сиетемагнче-

сп! раш тглга vi тт.. О сл лиг: а: ;■;= ^тн:-.. глубине:: у

ЗУЕХОЧИОХ ЙГЛЯЯОЧ Ц-Ш-' 13! уг>Лй J¿i»/-"íir»í¡ 3 1Ü- 20 у брб1лСбСиГ0В г. укдпков - ñu 2П-40 "ortir™ г" «.{¡я^па-ипаат ру нормального зке-пяуатзкзсч^кс состояния, Икс--ру;--'цтаг•• nvо: .шблюдокпяыа устино::- ' трио, чт" ня т-луЛинпх разработки 3ÜG-Ó-J0 м ь оЫошйч«^: ¡¿z^lí^ г;с • л ^до.игтц« п.-.-.оОО'п!." ¿ о/у^'^И:.. v. \\i: ..¡'.с-л:. ¿'''ля, вредное

влияние uíto^uioio давдсхая расах wt айнаач^- тздоздя i-sóoh лиш дэ Т..-'Ti У :2"■ крепло .'ррс-'.,-j: rjrmr' г Д"1 25-30 f»-

при Kpr'i'i-i ь'зтй я-д^.гглгЛ крепьз »:;; ст.д-

профиля СШ. - ■

гъмямопв тгпр,,}, й »,п-иячиви*+» ОХрП'!ЯвМНУ угоЯЬШ*-

ш цвлииаиЕ, в большой мера ааояОях -л \. jCi:idcc'"x:: rpcvenu проведения 'вьработок и ведения очястнкх работ в «лажном податаже, столба н от направления движения забоев подготовительной и очистной выработок относительно' друг друга „ Исследованы гэомеханическио процессы для чзтнрех вариантов 'проведения выработок с охраной угольными целиками шириной 10-12 м во' времени относительно очистных работ в соседкам столбе (подэ?шм)г применяемых на угольных ш-зхт-'а": sHpt-Jw» ирйзодатст "ослз о^р-бо1?«? еллкдаого столба и

ЯатуХП'ШЯ СДйкадНЙ.! КОДр^бОТСЙ^У ТОПЛД» •Лр'.'/ОТКР птиуо^.ТСЯ д:; k«iv>;n о'гр-збоч'кй '..осидиего столба» «идос^я-г, ¡и о отс-г^ь;.-

HGJM О'г Сипного чаб-й НС рУСС'^О-'.ЧГТЕ! ("С 2Ü !4). П'.0ГЯЖ8П~

tiOc'r« s>!.i{>, якчишзге дысмЮ'я -л ».'ругкШЕА ^«¿доботякдех пород; áj-рабогка ир".годится навстречу охотному забою (рис»?.}«

Дна л »к ¿одультатов .-...о?руме наглый; • наЛлкг.анпЗ показишет, что ль»; ' арок^дсни» выочочпых i-ятеков в лрикуьуэдой >асти массива пласта на границе с выработ&ииш прссхраиспаь за пределами зоны затуха-кря сдвижения и обрушения подработанных пород (вариант первый) обеспечившего: умвныиише е-мадвгня ¿.'.¡род .v;-oasi£ и почв* в ¡п:х в 1,2-2 pasa до opabucuiHo с варпш-он £-4 .4.1 глубинах разработки 270-300 м и в 1,6-3 раза - на глубинах разработки 560-600 ы (табл.2).

На глубина л разработай бо.ччр ЯОО м проведение выработок по .

вариантам 2-4 приводит к <5ольси;ь: •-паскы;.; дз&ргиашям кг,род п крепи. Наиболее интенсивный смещения и разр^йе:п:я пород щюиаходят 111Ш проводвнла »пробитой го четвортоку взр'.-аиту на участке ьоа^чп забоев протяаинностью 2C-30.ii, то. есть/на участке сошостного дей-

ствия максимального опорного дзвленкя очистных и подго то витальных работ.

' «9ий* ж

Лава 2 I

| /laeai

I ¿tf-Jtf/^4 -ЛЯ®*

f!

лава l ~~

Рис.2. Варианты (1-4) ведзаая очистных работ и проведения выемочных шире ко в лав a смонншс. подэтажах

Таблица 2

Группа выработок

¡Соотношения всличчк смеаоаия кровли н : _-.........гочьы __ -.

Варна а? про.^дышл вигабот

'ОК

Первая, fif = 270-300 м I 1,2-1,4 1,0-1,7 1,8-2

Вторая, = 560-600 Аа X 1,6-1,8 2-2,3 2,5-3

йцг J йщ 1,4 1Д 2 'а.2

Разработан. сттосеб поддеркгквл подгстоактедыщх выработок, охраняемых целиками .уценьгаешшх размеров, обеспечивпщнЛ значительное повышении их устойчивости и снигснпе затрат, гш крепление [44].

. Охрана выгсботок по пяасгаы тайностью £,0-1,2 м бутохчгл? пело сами но обеспечивпет их безояконмюго содаркашщ [1,5]. Сведение кроили и почвы в inrx составляет 15-21 i аочаости пласта при •однократном использовании л 30-45' % - при двукратное. При уж.

способа охраны наиболее интенсивное смещение пород (до 14 мм/сут) происходит.на участке до 45-60 м, при дальнейшем отходе забоя оно резко, замедляется и на расстоянии 130-160 ы практически полностью затухает» Охрана выработок двойными бутовыми полосами приводит к с низанию смещения боковых пород на 15-25 % по сравнению с охраной их'одинарным 'бутовыми полосами (шириной 5-8 м). Однако затрать' на выкладку кгорой бутовой полосы ко 28-25 % болько экономии,., получаемой за счет снинзгаш расидоп но ромонт и порекреплзниа выработок.

Иэ-зз большой податливости бутовых полос и трудоемкости выкладки их данный способ охрзны выработок в условиях шажг Кузбасса нецелесообразен и не рекомендуется.

Одним из наиболее прогрессивных направлений в области поддержания ттодгото витальных внряботок угольных шахт является охрана- их баз оставления целиков угля> Поэтому даплий способ получаат все-_ более широкое применение на отечественных шахтах. Однако арЕ-знк-тольно к бесцеликовому способу охраны недостаточно изучены закономерности геомеханичзских процессов в краевых частях массивов угольных пластов, то есть а местах распологашш подготовки лышх выработок. В наибольшей мера это касается обрушаемости пород кровли в зависимости от их структурно-текстурных элементов и маханических свойств; Слабо исследована работоспособность анкерной и комбинированной крепей в условиях охраны выработок без оставления целиков . угля.

Исследования геомоханическнх процессов во вмещающих породах й проявлений горного давления проводились автором при четырех вариантах бесцеликовой'охраны выработок в различных горно-геологических и горнотехнических условиях: выработка сохраняется за лавой 'на граница с выработанным пространством для повторного использования; выработка проводится непосредственно но контакта с обрушенными городами соседнего отработанного столба, подэтажа (полная "при-сечка"); выработка проводится с оставлением ограждающего' целика утля шириной до 4 м между ней и обрушенными породами соседнего отработанного столба, подэтажа (неполная "присечка"); выработка оформляется за забоем лавы в выработанном пространстве {1,5,13,18,21, 22,30,32 1 ." - '

И рсоулътг'т'з анализа материалов инструментальных наблюдений, строония лгмехавкчг.ских. с1Ю1ь:т;1 городннх массивов установлено, что в выработках, рчдлстгшижютж за лавой на грякада с выработанным . пространством и вспо.-з.яу»:?;мх муторно, из обшей юдичины смоадния

псрод кровли и почни псд влиянием очистных раб;т 10-15 % происходит ь зone опорного давления первой лавы, 40-50 % - в зоне активных сдшиений к обрушьний пород поз-да первой лавы, 10-15 % в зоне замедленных десГоршщй пород под воздействием остаточного опорного давления первой левы, 4-8 % -в зоне установившихся де~ vOptóijKÍ! и смещений пород (скорость смэщеннй пород кровли и почвы V4 ОД хм/сут) и 20-28 % - i зона влияния опорного давления второй. лавы. Про тяжа нно сть зоны опорного давления в выработке впереди заооя второй лавы л 1,5-3 раза больше» чем впереди забоя первой лг-щ. Величины и скорости смещений.пород крйзла в штреках.со стороны массива угля в 1,5-2 раза мальке, чек со стороны выработанного пространства при cooj. „-конки огразде чл из деревянных органных радов и в 2,2-4 раза меньше - из деревянных костров. Из общей взличины смещений пород в выработках за срок службы о. 60 до SO % обусловлены обрушением непосредственной и основной кровли ».ластсй в выработанном пространстве, то есть Аинямичаскиш проявлениями горного давления.

В: гнлены величины и скорости смещения пород к; >влн и почвы и размеры зон, в которых п'. следовательно OKat ,даются выработки, сохраняемые на узнице с выраооташшм пространством и используемые - "повторно, в зависимости от глубины разработки, мощности пласта, прочности вмецевдкх пород, соотношений мощности непосредственно Г; кровли пласта и пласта угля и пшга обрушения основной кроаяи [19, ' 22,32]. Протяженность зоны Са активного смещения пород кровли и почвы ( Ьа> 0,5 n/сут) на границе с выработанным пространством в за-чсииости от ^лубк-.ы Н расположения выработок и прочности пород кровли на сжатие характеризуемся данными рис.3.

Рис.3. Зависимость протяженности зоны активного с(ле;дотш пород от глубины И ряополо::-:он»!я выработок и прочности пород кровли;

1 _ 0СШ e JO40 tila;

2 - (¿он ■ 50-70 Ша;

3 - &c¡n «= 80-100 Ша

Вскрыты связи мезду протяженностью зоны активного смсашгая пород ба и дагом слушания основной кровли ада ста /г, г. ыьад,у шагом йбруихнтн г. ходаостьк: рскокя»« кроили пласта, Устепоэ-л5яо,- что при мощности пород лзгр орздс iuqhholt чроалн пл0с7а h^KArn , ii есть неполно* нолбучик'нии"осрозяо? кровли и пгоч-ности ШСАОДЦЗЙ £>сж<<-:0 Ша - Ca ~ , при (ocm><yj Ша -

4 - (9-Ю 4 < з 4 * (0,8-п h0 при 4- и 4

при /?3>. 15 ь;.

Получен;« ^•»гг.'ула для определения смеазгшг кпошш и novaa

В ьшмочных ЕЬрПКНХ лав РП гремя "X декретного ИСПОЛЬЗОВАНИЯ н

зависимости от основных влияющих факторов

U. - 375,24 + 3,42// - -v ?Ö9,29.rtf ■■

- 0,0се#2 + 4,87^2 - 93,39/7/? . , v'4)

Формула применима для-услоеий: И - 140-600 <о/> = 2,2-10 Й1с; тп r 0,8-2,6 м; зср; ^пр - 8,6-10 м*. коэффициент унохост-венной регрессии ^ е 0,00, = 13,5.

Разработаны способы охраны повторно рспользуаиых акрзбото.ч, <5аз1фукщизсл ка структярно-'гвкйтурннх особенностях строения пород крош! пластов и аыяэлонйых зйг.окоиср.чос.ях проявлений горного давления [ 54,58].

Показано, что exy^n'ti эыра^оток бзз «ели»* угля пепторноо их использование наиболее цвлзеообрузгш по пластам кода ein:? до 2,5 м (при современных тзхт'чссккх средствах креплокия), непосредственная и основнчя кровля которых прадставльлэ слоготиыи г.оро,»«?. U И 7 КЛЗССОВ по прочности,

. Смещение пород в выработке, приводимой от контакте с ЭмрЛ-тзнныт* грострзчствогл, с::лдднва*тся из сношений пород, ооу ело шейных про седо т!вы выработки, действием с статочного опозгого дч-*':«?-- ' 'ния первой лавы л оперного давляния второй ла л, Гвомехштчзскв-.' пронесен и j ;тойчавое.ть выработок при данном бесп^гскковом способа охран-? в большой г;ера могут регулироваться разрузом во времени weis-ду отря&ткои первой лзвк и проведением нрисечной выработки» При прозядечкч выработок ка контзггз с ъиргйогагтн пространством 'за пределам:! зоны активных, одаиааилй пород обеспечивается ум»,-«.,« венке смз!лг,ш;й пород шоойв: :: гачаы а ¿их в 3-5 раз. штрепк лев щ>н -дзааох .способе охранн рскокзгйуетзй цроведеж. с фланговых выработок внутри „кеиочных полей (разрезных тючой, мач-тажнкх кзмзр и др.).

Оставление между присечной выработкой и выработанным пространством ограждающего целика угля шириной до 4 м приводит к дополнительному зависанию подработанных пород кровли и концентрация повышенных напряжений. С переходом на глубины разработки более 300 м ограаданщие целики угля почти повсеместно разрушаются и зависшие над ниш породы передают свой вас на крепь выработок. В результате этого возрастает нагрузка на крепь на 30-50 % и резко усложняется поддержание и эксплуатация выработок [18,21,22].

Исследование процессов пучения пород почвы подготовительных выработок. Переход на глубины разработки более 300 м сопровождается в условиях шахт Кузбасса существенным пучением пород в выработках. Анализ результатов шахтных наблюдений и обследования . состояния выработок показали, что из общей протяженности вщшбо- . ток, подверженных пучению пород, около 85 % приходится на выработки, расположенные в зоне влияния очистных работ, и около 15 % - ш выработки, не испытывающие воздействия очистных работ.

Установлено впервые, что процесс пучения происходит по двум схемам. По первой схеме - во всех слоистых, трещиноватых и других макродефектных породах с поверхностями ослабления, по второй .схеме - в слабых и очень слабнх практически однородных глинистых породах, склонных к пластическому течению. Процесс пучения, происходящий по первой схеме, заключаемся в постепенном расслоении пород в глубь почвы по плоскостям напластования и ослабления, продольно-поперечному изгибу, разлому и разрушению отделившихся слоев и тола под действием опорного давления, сосредоточенного в боках выработки. По мере роста опорного давления в боках "выработки выдавливанием и разрушением в глубь почвы в описанном порядке охватываются нижележащие слои и толщи до тех пор, пока длительная прочность их не, окажется больше действующих у них напряжений. Продольно-поперечный изгиб слоев, структурно-текстурных отдельностей и разлом их по. ширине выработки наблюдаются.при горизонтальном и наклонном залегании "пород. При мощности слоев, отдельностей 0,2-0,3 м и более разлом их .(полностью пли частично) происходит зачастую и под боками выработки на некотором расстоянии (обычно от 0,4 до I м, причем ступенчатообразно) от поверхности боков. При крутонаклонном к кругом залегания пород слои и ослабленные толда обычно ви-4 давливает в выработку по'контактам напластования и ослабления. По второй схеме пучение сеодится к пластическому выдавливанию пород внутрь выработки без нарушения и с нарушением кх сплошности.

По первой схеме на шахтах бассейна происходит примерно 90 % всех случаев пучения почвы выработок, по второй - около 10 % 19,15"\.

Инструментальные наблюдения, выполненные на ряде шахт с;раэ-личными уеловиями, показали следующее.

Пучение пород зависит главным образом от структуры, такотурн,- прочности- и влажности пород почвы, глубины расположения выработок, опорного давления от ведения "очистных работ, способа охра-... ны и ширины выработки. Наиболее сильное влияние на пучение окази-г вайт структурно-текстурнгй элементы пород почвы, их взаимное расположение и механические свойства, опорное давление и глубина разработки.

Существенными деформациями и выдавливанием охвачены породы почвы обычно до 1,5-2 и на глубинах разработки до 200-250 м и до 2-1 ы - на глубинах разработки. 300-700 м. На глубинах разработки до 2С0-250 к пучению подвержены в основном порода с продетом прочности-при сзатли до 8-12 Ша вне зоны влияния очистных работ и до 40-50 Ша в зоне влияния очистных работ,в то время, как на глубинах разработки 300-700 и пучит породы с пределом прочности при сгзтии до 20-30 Ша вне зоны влияния очистных работ, до 100 Ша в ' зоне влияния очистных работ[ 9]. В выработках, расположенных вне зоны влияния очистных работ, около 70 % смещений пород почвы происходит, в течение 2-3 месяцев после их проведения. В зоне влияния очистной вводят пучекпз почвы вырчботок протекает обычно в интервала от 40-50 и впереди очистного забоя до 1£0~2С0 м за кто,к

Оющоияо глубинных реперов в однородных породах массивной текстуры происходит преимущественно плавно с постепаннш затуханием в глубь массива, в слоистых п других породах с сушаствашга-ет поверхностжл ослабления - пккообразно, неравномерно [40]„

На основании результатов исследований гоомеханкчееккх про-пзссов, протекающих в породных массивах почвы выработок, и их структурно-механических особенностей разработана классификация горних пород по склонно стя к пучению [ 16]. . . ''

Предлог»*» склонность пород к пучению оценивать показателем устойчивости почвы выработки Пу , который определяется отношением прочности пород почвы при снатзта к действующим в них напряжениям

п КШ /р-1

где <£ь-; ~ предел прочности пород почвы в образце при сжатии; КСц- коэффициент сцепления слоав, стгугтурко-текстуртпс отдать-

постой массива пород; Кд - коэффициент длительной прочности, пород} - коэффициент СШ1Ж9НИЯ прочности пород при увлажнении;, Аш - коэффициент влияния ширины выработки; Т ~ объемный вес по* род; И - глубина эллокеяия выработки; К, - коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки, зевисящяй от ее Форш; ^ - коэффициент влияния близко расположению: подготоеитзльннх выработок; /($ - коэффициент влияния очистных работ.

Экспериментально получены значеггая коэффициентов ''Ксц , ^д- , Кщ и Ац' (15,16,31]. Не рис.4 представлена зависимость коэффш- .. циента >Кш от ширины подготовительной выработки, полученная но результатам и&хтдах наблюдений за выдавливанием пород почвы.

К.

№

0,6

0,ч

...... 1 — р,------ •

V * »\ » ч. V

Рпс.4. Зависимость" коэффициента ширины выработки ё

9,М

Анализ результатов исследований позволял установить следующее.

При /7;- > I породы почвы выработок устойчивы и не проявляется никаких признаков пучения. При А у =■ 0,7-0,9 происходит обычно пучение ложной почвы и слабых трещиноватых пород вне зоны и в зоне влияния очистных работ; преобладающая глубина распространения пучения (от контура выработки) 0,5-0,6 м. При Пу - 0,5-0,6 пучение пород происходят по всей ширина выработки до глубины 1,5-£ м в зоне влияния очистных работ; при J,5 прение пород 6«ень большое, разрушением к выдавливанием охвачены породы на глубину до 3-3,5 м я боле о, проигдодат оно главны:.! образы? в зон?? повшенно-го влияния очистчих работ на глубинах разработки более йОО м.

Разработаны способы и даны рекомендгпяа Ёо предотвращению пу-

чзгаш пород почвы выработок и повышению их устойчивости, отражон-ныа в работах £э,1б,44,5лД.

ИССЖД..ЗАНИЯ ШМЕШИЧЕШ1Х ПРОЦЕССОВ В ПОРОДНЫХ МАССИВАХ

БОШГ ШДШТОШТЕЛЬШХ ШРАЮТОК И УСТОЙТЛЮ'СТИ ИХ ПОД ■ - ВЛГ.ШШ НАДРАЮТКИ

О р о я в л б « а я горного д а в л'о и и я иод влиянием н а д р а б о т к и, Угольные месторождения представлены в основном сблинешш'.ш пластами риояичкой мощности и различных углов зслегация. Угленосные отлонания Кузнецкого бассейна содержат о-. 20 до 40 пластов утл.. Расстояние между пластами составляет оу 2 до 70 м, отработка их осуществляете. в нисходим порядке. Поэтому одним из важнейших вопросов разработки уголших пластоп гп?чяетоя охрана подготовятвльных выработок от вредного вли-яш1я надработки.

В результате многолетних шахтных инструментальных наблюдений и исследований строения и механических свойств пород моадупдастъ-ов установлены основные закономерности да«|ормироБаиш? и смещения пород в виреботках под влиянием надработки, проводимых до оз-рлбот-ки Подрабатывающих пластов и проводимых после отработки н-вдрьбзИн вающих пластов, в зависимости от основных влщакцих горно-геологических н горно'Л дцггвскнх факторов 1,1,24,26,29].

Па основа анализа этих исследований установлено, что:

- смешение пород в выработках под влиянием надработки, щлш-дамих в полйостьв подработанном массива пе-сда затухания сди1:;.-.;,,ь,и аодрлСотвииых пород, в 3-7 раз меныза, чем в 1ч<рабо?ка>:, нядр»бя~ тываамых посла проведения;

- выработки, проводимы« в ранео надработашгом ыаоспяо после затухашы еднщгаш'.я подработашшх пород при модности мчгдуп.чпотья более 3-4 м, ологанном из пород с поделом прочности при сяктпн бол?о'50 МП», на испытывают вредного влияния надработки;

- главка распространения сродного ыияааа нядрябптки под краевой ч«,о»ьь пласта и под целиком ¿тля нздэсшточных раймори» в раза больше, чем под выработанным пространством;

- смещение пород в вира сотках, расположенных под краевой частью массива (псжха), под. воздействием односторонней надриботки м 2-2,С раза келызе, чем под иоьдйЙстыюм двусторонней нядработ-кн;

- при рьсполохон.ш ънбон ,эй лаем параллельно

надрабатываемой выработке продолжительность действия временного опорного давления лавы на выработку при прочих равных условиях в 1,4-1,8 раза меньше, а скорость смещения пород в ней в 1,2-2,5 раза больше, чем при расположении перпендикулярно;

- на глубинах разработки более 300 м надработка пород ыааду-пластий мощностью до 25 м почти повсеместно сопровождается рао* . слоением и смещением их в сторону выработанного пространства над; рабатыващего очистного забоя. Подъем надработанных пород мевду» шнстий достигает. 50-75 мм. Смещение пород в сторону выработанного пространства происходит на участка с 5 до 60 м за забоем лавы Наиболее интенсивно протекает этот процесс на участка до 25 м за забоем лавы. В дальнейшем породы постепенно опускаются и на рао* стоянии 80-100 м за лавой в основном занимают первоначальное положение. Полученные данные свидетельствуют о существенной разгру: ке пород мездупластьев при их надработке;

- продолжительность активного смещения пород "в полностью на, рабатываемых выработках под влиянием очистных работ по недрабаты веющему пласту составляет 1,6-2,8 мае. на верхних горизонтах (Н < 300 м) и 2,6-3,7 мае. на нижних горизонтах (//<= 300-650 ы

" В выработках, расположенных под краевыми частями массива (целика продолжительность активного смещения пород в 1,2-1,5 раза больша. о ,

Vх Ра само трены особенности проявлений горного давления и устой ч^вость надрабатываемых выработок при различных схемах расположения их относительно нодрабатывавдего очистного забоя и при разли1 ных направлениях выемки угля в надрабативащем забое относителью надрабатываемых выработок (рис.5). Показано, что наиболее благоприятными являются схемы 1,3, наименее благоприятными схемы 5-8. Состояние надрабатываемых выработок по схема 5 в значительной мере зависит при прочих равных условиях от угла' перегиба <£ участков выработки [1,26].

Прогнозирование смещений пород и определение параметров зон вред--но го влияния надработки на подготовительные выработки. Математичоскои обработкой результатов исследований с применениям ЭН.1 получены формулы для расчета величин смятений пород кровли и почвн. и (мм) под влиянием нрдряботкк 124]: •

в .плгсго5!'х р!таботкгх, нпдгг-ботклавмнх' по сю . ?гро ведения,

2S

-кйпрязшнке .лишения тдг-обптквзвдй"

г г - кг.драösii'?ítiSíAí*n вирэбетку; £1- »ж-мспкж Bi-fr-rtowM

Fi.e.5» I-íi pwmimnv.'Sí ir напрззаеШ яятгжя ¡¡адг-а-

'13PV отноошлгис дозрайтшавмои atípato-m- .

; зо

У-Нпл = 20,9 - 3,2/4 + 0,8 Фсж + 0,7/У + 8,3 5 + 1,2 б +

+ 1,4/7? - 3,6^-- 0,03/г2 - 0,03 - 0,ОШ7//2 +

+ 0,93 5 2 + 0,01^ 2 - 0,03/т?2 + 0,03 3е2 (6)

при /? = 0,76 и = 30,7;

в полевых выработках, надрабатывявмых после проведения,

у

Ун.ЛЛ с -51,5 - 21,бЛ - 5 0,08 Л1" + 32 ,7 + 1,3 £ --

359,7/7? + 22,6 ^ + 0,3/£ 2 + 0,006 - 0,0004/?2 -

- 1,25 2 - 0,2 ¿'2 '+ 124,Ш2 - О,ЗУ2 (7)

при /? = 0,80 = 21,7;

в пластовых выработках, проводимых в ранее надработаннш массиве, то есть после отработки недрабатывающего пласта,

.. '411,1 4904,48 3614,1 361,6 0,5

^ --13*ТГ-+-Ы---Ъ---Г- •! Т- ~

33,8 14,4 „

- + при л 1= 0,86 и/* = 20,5; (8)

в полевых выработках, проводимых в ранее надработаннои массива,

Ыр.п = 1455,2 + 0,2 к + 9 <Ош - 0,8/У » 14 5' + 0,4 / -

- 937,8/77 - 13,4 £ - 0,06^2 - 0,08 <Остг + 0,001^2 + ■

+ 0,б52 - 0,05^2 + 162«4/!?2 + 0,6Й2 (9)

при К «= 0,92 и«= 30,7,

где к - мощность пород мездупластья, м; предел прочности

пород мождупдастья при сжатии, МПа; И - глубина-заложения выработки, м; 5 - площадь сечения выработки в проходке, м2; С - рас- . стояние выработки от краевой части массива -(целика) надрабатыва-вдаго пласта (считая в плоскости пласта Ют нормали, проведенной через краевую часть надрабетывающего пласта, цалика), которое подставляется в формулы со знаком плюс при расположении выработки под надрабатыващим пластом или под целиком по нему и со знаком минус при расположении вырабоиси под выработанным пространством, м; /77- мощность надрабатывающего пласта, м; Ь - разрыв во времени

между надработкой массива и проведением в нем выработки, мае.

Формулы действительны при условии, если: h = .3-60 м;

<Ося » 20-130 Ша; Н = 100-850 м; 5 „ 5-20 u2; ¿ =(0,3-40) м;

-(0,1-30) ;л; - 0,3-4 м; (Г = 15-70 м/мес; ¿Í = 0,1-15 кос;

угол зала то кия надра<Затнващ5го пласта = 2-55°.

Для опрзделання продолжите юности активного смешанна пород (¿5 ¿ 0.5 ж/сут) tfi в иолгюстыз тгадрзбатнваемнх выработках под ?тшек аадрабатшаедего плас-га устаноыана зависимость

(■■; ~ З..Р * 0,16h « 0,05 бст~ 0,005//- 0,0CG¿2 *

+ 0,ООСй<Ййгй + 0,00001/7'* при л ws 0,80 и13,3.

Газргбстапа на основе' рев>'льгагоь Еахттз: ясследочячий мети- .. .лкэ определения параметров зон вредного влияния надраоотки на иод-■^товктельныа выработки в зависимости от располоаения их относительна границ надрабатывавдего очистного забоя [26 ].

В зависимости от вида выработки (пластовая или полевая) опре-. .чляю? но формула (6) или (7) величину смещения пород кровли и гаш-иг U а пай для варианта полной надработки. Сопоставлением расчет-'••и наличию екздвяня пород.и конструктивной податливости проакти-г'б'Ж, rpíí.i": опрэдагш? глубину распространения вредного влияния п.:пога спорного глвим надрабатывающой лаш на выработ-»í»"íí лгшниг" тана крепи. На основе этих исходных показателей. сла~ •гзт г.нн'лвдть окончательное увхнячосяов решезшо по олрана выработ-:¡¡ от i;;ед.;ого влияние: нздработки (предварительная надработка мае--шз, яроаеаоквв- более податливой крепи,■ усиление кропи).

GoparoTpf зоны вредного влияния надработю: на выработки под •j0i.ccft частья недра батыьакцаго пласта (рпс.в) определяются ив ш-,зрений: h0.K ~ (1,5+2,6).^д/г при меадупластьа из пород 17 и У ..иссов дс прочиостя прк сзатяп обычно é (2*2,5) 4т:/г , пород •л Ш клпо.ой/. - tio.x - (1,5*1,8) I

Л > hojttgjS; éc fy $, (II)

■ До ^'у.л- - глубина распространения вредного влияния надработки ни выработки под краевой частью зарабатывающего пласта; J3 - угол, ::эд которым распространяется вредное влияния опорного давлышя в цочЬу надрабатывающего пласта в сторону выработанного иростри'ствп

(считал с г норма л::, про веденной через кромку 'тадрабатшзающого •л.'шс'%", иолика)'; й - ширин? области распространения влияния зависших пород на краевую часть иассва надрэбатылаицзго пласта а сторону виработаннох'о пространств; - ширина зонн вреднехс влиллк? оперного давления под краевой частью надрабзтывпвдего плвс-ге.

Рис,6. Схауо зон вредного влшышя надработки на выработки

По данным шахтных яаблэденай',/^ к 8 (рис,С) практически раз» Ни к находятся в пределах 35^40° при залегании я иездуг:щстьязс пород 17 и У классов по прочности и пород 1-1Л классов.. Ей-., рам области распрос.раиеккя активных сдк«женя8 и обруяыяг*, яашо-шлх на краевую чаем. наДрасатывзвзпго пласта пород в сторону выработанного пространства пзрво2 лавы (саСс{ при отработка ■»1ех..оЕ; лавы (столба) составляет в", ~ (1,3*1,5) ¿У-при зал®гении, в кровле надрабатывавдего пласта пород 17 и У классов по прочности к « (1,8*2,2) (X - пород 1-И классов (тэблД5. Эти эйетсадос-ти справедливы при мощности маадуплассья 4 30 м. При большей ыошости меадупласт. ев ~ & » -

. Разработаны и вне дрот/-пр. грассивнме способы охраны сред-.стпа крепления кадрвбатниаекых горных выработок, даны рекомендации по ил рациональному распопогеюяо [1,2и,451, - г « *

СЮЗДДКИЕ ШШХ СПООЭЮВ ОХРАНЫ К 5Ф5Ш11ВШХ

стадсЕз подаш!ИЯ подлдаятатьиаг выработок

На основе роз*.чьтатов выполненное 'исследований строения и

механических свойств породных массивов и закономерностей геомеханических процессов, протекающих в них в окрестностях горных "выработок, разработаны и внедрены новые и усовершенствованы применяемые способы охраны и средства крапления подготовительных вырабо- -ток, подавляющее большинство из которых защищено авторскими свидетельствами и патентами. Созданы и испытаны способы охраны выработок основанные на разгрузка прияонтурвого массива пород от опорного давления [45,52]. Разработаны новые конструкции крепей и меж-' рамных ограждений [42,43,46,47] на базе исследования смещений пород и нагрузок на крепи, С применением созданной сметанной крепи на шахтах Осинниковского района в Кузбассе отработаны запасы угля со сложными горно-геологическими условиями. На гамте "Капитальная"' ею закреплено более 15 км выемочных штреков.

Разработан новый способ крапления выработок о забутовкой за-крепного пространства эластичными оболочками с заполнителем и» податливого материала, сущность которого заключается в проведении выработки с оставлением зазора Ь^ между массивом пород и рамной крепью, при котором на происходят опасные деформации применяемой крепи, '

= и - Ьр + Но , (12)

гда и - прогнозируемая величина смещения пород (кровли или борта) за срок службы выработки; Нр - конструктивная податливость крепи;

Ьо - остзточная высоте оболочки после уплотнения заполнителя в ней под действием нагрузки на крепь. Обоснована методика выбора параметров оболочек с заполнителем и размещения их по периметру крепи и длине выработки [49],

Для поддержания выработок, охраняемых без целиков угля и используемых повторно, разработаны усиливающие крепи [53,54]. Созданы способы крапления и восстановления выработок со сдоящии усло-даяпт поддержания (в слабых и очень слабых породах, в зонах по вишенного горного давления, обводнения пород) 148:50,55,-57].

Йначмальпое место. л работах автора занимают иоследизашш работоспособности, области и эффективности применения-в подготовительных выработках анкерной и анкерной в сочетании с рамной крепей.

В работах [1,2,6,7,8514,18,2?,30,36] рассмотрены -результаты, исследований проявлений горного давления в годаотокитель-пи выработках с анкерной крепью, надежность и эффективность рвботц данного типа кропи. Установлены особенности деформироватт и смещения заанкврованных пород в за_висимости от их с?руктурно-тего-гу;

элементов и механических свойств, способов охраны выработок и стелет) воздействия на них очистных работ. Выявлено, что предельные величины безопасного опускания ззанкврованных пород крокли в подготовите лышх выработках шириной до 5 м составляют при следующих .. способах их охрани:..массив - мзсокн - 150-200 км; массив - целик -200-350 мм; массив - бутовая полоса или массив - вывабо^янное про! странство - 300-400 мм; массив - деравшше костры - 300-350 мч; деревянные костры - дераьящша костры - 400-500 ш. Увеличение устойчивости обнаженной кровли и податливости боков вь-работкк сопровождается ростом предельной вздичицц безопасного опускания заанкъ-роваиных г род кровли.

Разработаны методики расчета пярямгтро'э анкерной кради и смо-щагаш ааанкеровснных пород в псдтптоштальных выработках за срок службы при рг,злкчщвс способах охраны исходя из скорости смещения пород в различные цэтеодн существовякия выработки .вне зоны и в зонах ап'чшш о^истлых работ и продслгательноста периодов,'определяемо й в зависимости от протямапкостк зон к'скорости подаяганзгя очистного забоя [1,8,35]. 1?азработгквая методкке определения сме- -адния заенкорозапных пород а установлея-ша предельные вс.ич:с:ы ях безопасного смещешш. яозаодккт достаточно надобно регаать вопросы возможности хгрдаеппгоя шшорной -крепи (самостоятельно) в подготовительных выработках да. разданных способах их охрана, /.нкерную крепь цолчеообразио приченять в подготовительных выработках прп условии Л Ьа$, - опускания заачкеровашшх

пород'кровли ь,а весь срок сикрабодта:' пределы» До-

пустимая величии опускания зазнквриванных пород, крозла (по условиям 800!Г»ац;о1.ст;я е ;шх опасных де*орь-дшй) £ выработке..

Ецподтиида т. о су 5 б до ва н ия и обобщение опыта. 1к>кязнв£к1т* что одним из лакболео раиюнальннх орздетв креплакия годготозятзлъных выработок, кешй'мэквдтх повышенное горние давление, является анкерная крепь п сочетании'с ра(.-нг1. Установлено, что. надежная'и эф-(•["Зктивиг.л робота анкерной к рлмно и крепей достах-пзтся лидь при условие, когда р<дам совмастаой их роботы основывается ка деаормацк-. онпо-'СКловзй характеристика кяздого кз этих тлпев крепе г [1,11,78], Обусловлено данное требование том, что приныщ рабогы и гдехэниче*-'' окно херактер^стани. анкерной к- равной крепей весьма ргчлзгчна» полными инструмэнгвльныгии наблюдотилл 'заявлен механизм соа-сстной работе МшрдаЯ и рйМ, . й крась й ь кодготокп'злкгнх эивгбОтках. З&тср-рио уомшзшшг' три >.чрйктерн"л рзясля зшеегкой работы-яякйриой и обкчиых ш:о& раШго 1: крене Л: крадн работа"!?, соу-мгс?:«* на лротя» '

жении всего срока эксплуатации заработка; крапя почти зп работают со уместно; 1фапи работают совместно некоторое время, п дальнейшем они функционируют раздельно иди один из типов крепей совсем не работает.

При втором и третьем режимах работы применение комбинирование 3 крепи не обапечиваэт -начитсльного повьшгля устойчивости выработок и улучшения их состояния.

• Анкерная к рашая крепи активно работают совместно на протяжении веете времени эксплуатации л:,-работки при условии

и^ 4о Ь/о^Ьа ; Ъсг ^На.р и >Л,

1'де и - величина смешения пород кровли (заакквровзчной) п. почвы Ид на контуре выработки за срок слуайц, £С = с/^ + И,? » 4о конструктивная податливость ралшоЛ крепи; - /1а £ соот-

вааотБешш фактическая и продольно допустимая ввяичаиц. опускания заанхерованяых пород кровля; Ра » /0 ~ удельно о (ото сапно а па единицу площади поддергиваемых пород кровли) реактивное сопротивление соответственно анкерной и рамной крепей.

Не достигается- активной совместной работы анкерной и рамной . крепей и использования несущей способности каадой из нгос в тех случаях, когда мезду рамной крепы? и эаанкеровапнш контуром выработки оставляется зазор , ярезызавда?! конечную величину смещо*.. нкя зсанкеройак а пород на контура выработку за срок аа службы, т.'о есть при <% >Лег . При этой разимо несущая способность рамной крепи используется лишь частично.

2 тех случаях, когда Лр поело исчерпания податливос-

ти рамной кропи она работсет'в дастком рогаыа, что моает прпгисти к уплотненна шшпвс слоев заанкерованнкх пород и разгрузки анкеров. То лез самос монет произойти, когда распорные усилия рамной крзш: окзяутся болют.чи, чем янкорной. Несоблюдение условия особенно сильно сказывается в зоне ■ влияния очистных работ при залегали.: в кровле средне-и кежослокстях пород, склонных к рассло-

Р?гр£ботв1Ц''прпн№Ш! зьгборн оптимального реялма работы и паспортов крепления подготовительных выработок анкерной клепью в со-четчкии с рамной для различных горно-геологических и горнотехнических усло^":'; разработки пласт о Обоснозлгв шврвк'в целвсообраз^ иость лозьедения комбинированно:. чрепи 1 подготовительных выработках, кспитывъчзгх го•глаггое гогнее давление при попадании в зону влияли* очистных работ, в дьа отела: при доведении - анкерной,

затем в процессе эксплуатации - рамной. Рамную крепь рекомендует- ся устанавливать к моменту исчерпания на 50-60 % предельной величины безопасного'смещения заанкерованных пород кровли в выработке. Выявлено, что при такой последовательности возведения анкерной и рамной крепей достигается более активная их работа, в особенности анкерной, и более благоприятный режим совместного функционирования.

Для сложных условий поддержания выработок комбинированной кр&-пью разработан способ возведения анкерной и рамной крепи одновременно с оставлением мааду ниш зазора податливости для управления режимом взаимодействия массива заанкерованных пород с рамной крепью исходя из прогноза величины смещения пород в выработке за срок службы и деформационно-силовой характеристики'обоих типов крепи [I], Разработанные способы возведения комбинированной крепи в подготовительных выработках в два этапа и с оставлением зазора податливости заанкерованных пород внедрены и успешно применяются на шахтах Кузбасса. ~ \

В работах [7,14,27] рассмотрены результаты исследований закономерностей проявлений горного давления на сопряжениях подготовительных выработок с лавами в зависимости от основных горно-геологических и горнотехнических факторов и дано обоснование выбора рациональных параметров анкерной крепи сопряжений, обеспечивающих их надежное поддержание.

Результаты многолетних исследований автора работоспособной® анкерной и анкерной в сочетании с рамной крепей, разработанные методики расчета их параметров и паспорта крепления в значительной мэре послужили основой для внедрения и широкого применения этих типов крепей в подготовительных выработках на шахтах Кузнецкого бассейна. С применением данных вдепей ежегодно проводят на шахтах бассейне 200-250 км подготовительных выработок (18-22 % общей протяженности проводимых выработок).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации в форме научного доклада разработаны теоретические положения по прогнозированию механичесгкх свойств горных пород и процессов в массива при его разработка, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное достижение в развитии перспективного направления в горной геомеханике, а также изложены научно обоснованные технические и технологические.решенля по упргв-

леню.' устойчивостью подготовительных выработок, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического нрсгрес-са в угольной промышленности.

Основные науччые и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем.

Т. Установлентгзакогомерности изменения механичеси:^: сиойет» горных пород по площади и глубине (до ПСО ьелагения Ky.iusiii.e-го з'гольного бассейна, иыеющиь определяющее значаще для ипопозирования устойчивости, обосножп'л и выбора способа охраны и средств поддержания подготовительных выработок. Выявлены три го.т из*-менсния прочностных, плотностнкх к других свойств порэ;, по глубине залегания: зона интенсивного изменения (до 80 м), зона замедленного изменения (от 30 до 300 м) и зона практически ;:<зчзканнцх свойств поро;г (от 300 до ПОС к) . Особенно интенсивно уплотняется и упрочняются породы до глубины 23—10 м от эеЬ(НОи подёрха&ст:-:. получены зависимости изменения свойств пород в пределах каждой ко ¡т.

2. Изучены структурно-текстурные особенности, механические г. водно-физические свойства горных пород угольных кесторэвдоппЛ Кузбасса, выявлены основные факторы, здпявдчв на свойства пород. Предел прочности при одноосном сжати: ■углввмедавдго. песчаников составляет 10-200 Ша, алевролитоп- 8-150 МТа• "аркииштои ~ 6-"0 1.518, углей - 6-24 Ша; 'предел прочности город при • растяхекгл е 5-35 р;:з мепыаа, чем пгг, егт'.х. Ис.>большее влияние па прочность однотипных по составу пород о;сагыпа;о7 трещгчовйтость, с йпегооть

и другие «акродес-екты слоения.. О ли яв гштся очагэш рааруайнгл пород. Кс-эГуишент ослаблении пород основной кровли уголыи1:: листов за счет какгодефектов с/роогиит; состнвл^чт 0,7-С,С, -.юрод непосредственной кроалк и почвы - 0,3-0,6. Разработан метод ятжх-ко-зз структурно-текстурноГ. и про* юстноД неоднородное?:: пород.. 1п.о-чзведзна классификация горных пород- по структурно-текстурный ьо->пюрод:;оетя1.1, прочности;?.:, упрутам и водно-Фг^кческш свойствам -лсмен^тельн--' к обосно ганпю горно-подготоеитальних,. работ, спосс-в охраны к средств крепления выработок.. .,. .

¡>

3. Усталоаяепы закономерности пролалвш:;: горного давления и -г чгото:.::гх льных зьфаботзах в зависимости от. особенностей стров-•;:я ;; ;.;е::а::1тчбсу.:::>: сясЛств )ле!чав:ц>;х' пород, глубкны р^сяоло^снпя, способа охрены, азанах« ргсдолояекия ьодгэтовктельных. п от.;сг-яих г^ргботок, порядка зедзная подготоштвльнцх очиевчх работ > сарган;; столбах. Зыязлвно, что з инработках цог-'-Н

влияния очистных работ на глубина разработки до 650-700 м, кровля и почва которых сложены породами о пределом прочности при сжатии более 40 Ша, смещение пород за срок службы но преваваот 60-70 ш. В выработках, охр^нлемюс угольная* целиками шириной менее протяженности зоны вредного проявления опорного давления, смевшее пород в 5-8 раз больше, чем в выработках, охраняемых В нетронутом массиве угля. Они испытывают воздействие повышенного горного гю-лепня на протяжении всаго срока существования. Ирг проведении выработок на контакте с выработанным пространством за пределами ышы активного сдвигания подработанных пород смещение кровли и почвы в них за срок службы в 5-6 раз меньше, чем при ноддеряании их на границе с выработанным пространством в повторит исисльаовачии.

Слоистость, тревдановатост; и другие макродафекты строения вмещающих пород являются основной причиной пикообразного смещения и расслоения пород и формирования вокруг -наработок зон различного напряженно-деформированного состояния.

4. Выявлены закономерности деформирования вмещающих пород И подготовительных выработок под влиянием надработкк. Показано, что • на глубинах разработки более 300 м надработка пород ыеадупдастий мощностью до 25 м почти повсеместно сопровождается расслоением в смещением их в сторону выработанного пространства вадрабатываицеТ очистной выработки. Смещение пород в сторону выработанного пространства происходит на участке с 5 до 60 и за забоем лавы. 3 дальнейшем порода постепенно впускаются и на расстоянии 30-100 м за лавой в основном занимают цервекачзльное водовекие. Глубина рэо-пространеиш вредного аяиянкя надработкк под краевой частью пласта (целика) в 1,5-2,6 раза больше, чем под/выработанным просд-рьв-ством. Выяснено азвякив взаимного расположения и направления движения забоя кадрабзтказсмой подготовительной и нодрабативаицеА очиотной выработок нэ характер и степень проявлений горного давления в недра батывз стой выработка

В выработках, проводимых а полностью аадрабатыше!--:' .-..ассп-вах после .затухания сйв&бзнкя подработанных пород, смещение пород под аштлм наработки а 3-7 раз меньше, чем при надработке их :. после провсдаш:я.

•Получена зависимость для прогноза продолжительно тв смещения пород в ряностьа кадра батввавздк выработках посла их проведения . под влиянием-надраб-^кп, учитывающая глубину расположения выработки, мощность i прочность пород мвздуила лъя.

5. Установлено, что процесс пучения пород почвы выработок происходит по двум с*емаи по. первой - в слоист'пс, трещиноватых ' и других макродейектп"Х поррдах с существенными поверхностями ослабления, по второй - в слабых :: очень слабых практически однородных глинистых породах, сяло:шых к пластическому течению.

Предложен критерий /7у , позволявший по соотношению прочности порсд при сжатии и действующих в них сжимающих напряжении про^ позировать пучение почвы выработок. Разработана классификация у!>-левмещащкх пород по склонности к пучению.

Б. Разработана методика определения параметров зон вредного влияния н8"работки на подготовительные выработки, отличительной . особенностью которой явл: ггся возможность прогнозировать устойчивость выработок, надрабвтываемых после проведения при различном расположении их относительно границ надрзбатываю'дей очистной выработки и проводимых в ранее недработанику массиве с учетом времени рзрыйа иежду надработкоЛ массива и про в еде таем в нем выработки. Методика позволяет для конкретных горпо-геодогических и горнотехнических условий прогнозировать геомеханичоские условия поддержания выработок намечать технические мероприятия по предотвращению вредного влияния на них надработки.

7. Обоснована методика прогноза смещения заанкерованных пород кровли в подготовительных выработках, охраняемых различными . способами. Установлено, что предельные величин'1 оазопасиого опуо» кания заанкерованных пород кровли в выработках шириной до 5 м составлять при способах их охрани: массив - массив - 150-200 мм; массив - целик ■• 20С-350 мм; массив - бутовая полоса л массив -выработвнное пространство - 300-400 им. Предложенная методика и установленные предельные величины безопасного смещения заанкерованных пород позволяют решать вопросы крепления подготовительных выработок анкерной и комбинированной (айкерно-рамной) крепями.

8. Раскрыт механизм оотвг-, :>Н работы анкерной и рамной крепей и обоснованы принципы Енбот'« г управ.-?ния оптимальным резеимом совместного ггг (?ункцяониротания. Анкерная и рамная кр. ли работают активно совместно на протяжении чеего срока существования выработки при условии, если конструктивная податливость рамной крепи не ме:.бй фактической конечной толгчинн безопасного смешения анкерной крепи (заанкероязша-'х пород) в гырйботке и удельное давление на погод): обуслоплен!■ ое реакпг.сЗ рамной крепи, не превышает удельное дя>»лэн::е, обусл .>л."Н1!ое действием анкерной крепи.

Предложено и обосновано, чго в подготовительных выработках, псдшертв-тдася значительному влиянию очистных работ, комбинированную крепь целесообразно возводить в дза этапа: при проведении -анкзрну» крепь и к моменту исчерпания на 50-60 % величины безопасного смещения заанкерсванных пород кровли - рамную крепь. Поетап-аьл установка анкерной и рамной крепей наиболее целесообразна в выработках, охраняемых баа це.иков угля и используемых повторно, кровля которых сложена породами Ш и ТУ классов по прочности при слагай.

Ь. Обиснована возможность и выявлена область эффективного применения анкерной и анкерной в сочетании с рамной -крепей в подготовительных выработках нз глуб нах 700-1000 i , не которых в бли-жайией и более отделенной перспективах будут разрабатываться уголь-ню месторождения Кузнецкого бассейна. При смещениях пород кровли в выработках за срок службы не более чем на 150-400 мм ( в зависимости от способа охраны) возможно и цэле сообразно их крйпить анкерной кропью, при больяих смещениях пород кровли - анкерной крепью в со тетании с рамной.

10. Разработаны и внедрены новые способ . охраны и средства ' поддержания подиотовктельных выработок, синт'езируыдие результаты научных исследований и защищенные авторскими свидетельствами и патентами на изобретения,

Исгольэование розультатов. диссертационной работы на шахтах Кузбасса даст фактический экономический эффект свыше 2 iura.руб. (э ценах 1980-1990 гг.).

ОСЙиВЮБ ОО^ЕРЫМЕ ДИССЕРТАЦИИ & «ОРМБ НАУЧНОГО ДОКЛАДА ОПШИхЮВАЮ Л СЛЕДУКИЩ РАЮТАХ:

Монографии:

X, Горбачев Т.Ф.-j Штумпф Г.Г., Стрытан Б.И. Применения анкерной крепи л подготовительных выработках. - Новосибирск: 00 АН СССР, 1972. - 2S6 с. '

2. Механизация проведения подготовительных выработок /А.И.Пат-роз, Г.Г.Штшф, П.В.Егоров, Г.Н.Архипов. - M.i Недра, 19°8. -248 о-

а. Шгумпф Г.Г.., Егоров И.В., Лабодеи A.B. Крепление и поддержание горних ьиработЬк. - М.: Недра, 1993. - 427 с.

Статьи и dpo Pi юры»

4. Сгатов А.З., ШгукаФ Г.Г., Штгбель В.Г. Крепл. нив пи.хго-тозетельнЕс заработок в слоеных горно-геологических условдах. // Технология добыч:* угля подземнкч способом. - И.: ШКЭИуголь, 1970. Гг 4. - С.30-32.

5. Штумпф Г.Г.. Влияние различных способов охр&ны на л<ндар~ witmo подготовите лышх ьцрабиток в условиях шахт Осинниковс.чогс района Кузбассе .// Горнов дг.леь:е ь кагакглльиых л подгоны'тс ль--икс выработках. - Новосибирск; "Гд СО ЛЛ СССР, 1071. - С.ЮЗ-ПС.

И'гумпф Г.Г. Работоспособность енкаркой крьпк АК-З/./Цчхт-иоо строютль^тво.-К^З.-Й 5.-С. 14-15.

7« Штумпф Г.Г.» С ¡ли о в Л.В., Штабгль З.Г. Исследаьйние устойчивости оопряяент' лчз с ьрилвгаэдйми выработках! // Без&пэо-ьость трудз к прпмдалвчности. - 1973.--# 9.-С..ТЗ-22.

в, Pfrywf. Г". Г., С-тр'-тч-н В,И. Определение 'оааш'оро-'

ванных пород л пслгото.чьиас выработках // Сов«?рленств0занко технологии ccopysu'iiir: торчнх avpacoioits Сб.кяуч.тр. .'г 61 / Кузбзс;-политехн.ин-т. - Кгзмарог'.о, 1973. - С.4Э--57.

9. Штушф Г.Г. Пучение пород ь «еры борьбы, с mi д горных выработках па исхтзх Кузбасса // У го лъ.-1974.-7. - C.2I-25.

10. ДгукпЛ Г.Г., Гу:/;от:к С.Г. Исследование влеяшя слоистости 4S сйорпсть рЕСПСССТрС.ЧСНПЯ ynpytrz РОЛИ rt прочность. горных пород Кузнеттогг, бр.ссойаз // Со Hsptcaакис те:далогта сооружен, тортах рырвбоччж: Сб^уч.тр. .1 ТЬ/лузбас,гглатал.« -.'С-¡о, IS75. - С„5е-66.

11. >Гту?»пф Г.Г., Стрнпт S.K. !'сс1сдст'зпчп срл.\:егтлэл р '-'^'л рпкйснлй рямпоЯ крепей в гпзрных выработка* /7 7>чш> .-}"??;>.-,'» Р --с,ьг-з4. ~ с

12. Ксс^спойпнг.е во торжч перед вокруг додгчзп:их вмгаботох / В.Г.Когаия:*, В.А.Нуратов,. ГЛЧЕтумедг, Л.В.Гугс.цлд // • 'пзнко-тсхс. прэбл. разрэб.пслгзн.исчоп. - '3.-'- ОДс-15.

Т3„ !-fr??.TГ.Г., Корлоп К.Г., Сгг:тов Л.3.' Со •зеьязнс.'.гХ;маяс подготовку тше .-.omvzi полей кя aaxsw Кузбасса, р^зрабйтшт-ри ..пологие слвстн // Ууоль'. - 1575.-« ID. - 0,22-25..

. 14. VJryisj® Г.Г. Крчкдвниа сояряяяний выработок онкврам» // Уголь J2. - c.-i4-i6... - • *

-Id. Итутлг.ф Г.Г. Byvsnre пород 'в горных выработках но ш.': Кузбасса // Труды iih-ra КузП'.Йгзхтсйтрой, Вы)ЛЗ.-Кеиерого, С. 73-33.

о

16. Штумпф Г.Г. Группировка пород шахт Кузбассе по склонности к пучению и меры борьбы с пучением в горных выработках // 'Груды ин-та КузНИИшахтострой. Вып. 13. Кемерово, 1975.-С.64Ч?2.

17. Штумпф Г.Г. Исследование влияния глубины разреботки на проявление горного давления в подготовительных выработках на шахтах Кузбасса // Совершенствование технологии сооружения горных выработок: Сб.науч.тр. £ 83 / Кузбас.политехи.ен-т. - Кемерово, 1976. - С.56-60.

18. 'Штумпф Г.Г., Стрыгян Б.И. Опыт применения анкерной крепи в подготовительных выработках, охраняемых без целиков. - Ы.: ЦНИЭИуголь, 1977. - 25 с.

19. Штумпф Г.Г. Определение прочностных свойств горных пород Кузнецкого бассейна // Физические процессы горного производства, Вып. 4. - Л.: ЖИ, 1977. - С.6-9.

20. йгумлф Г.Г. Влияние слоистости на .характер и степень деформации горных пород вокруг капитальных и подготовительных вцра-боток // Горное давление в капитальных и подготовительных вира-, ботках. - Новосибирск: ИГД CD АН СССР, 1977. - Q.I09-III.

21. Штумпф Г.Г., Зайденварг В.Е. Охрана подготовительных выработок без целиков //P'j,%eQZad ЯОЪПССЫ»- 1977. -Т.ЗЗ,-Ji II. - С.526-528 (ПНР).

22. Штумпф Г.Г. Исследование проявлений горного давления и устойчивости подготовительных выработок при бесцеликовой отработке пологих и наклонных пластов // Вопросы горного давления.

Вш. 34 .-Но во си бирск: ИГД ГО АН СССР, 1977. - С.64-69.

23. Штумпф Г.Г. Физико-механические свойства,горных пород шдашх горизонтов Кузбасса // Уголь. - 1979В 2. - С.58-60.

24. Штумйф Г.Г. Прогноз смещений пород в полевых и пластовых выработках под влиянием йадработки в условиях шахт Кузбасса // Горнов давление в капитальных и подготовительных выработках. -

- Новосибирск: ИГД 00 АН СССР, 1979. - С.47-50.

25. Штумпф Г.Г. Исследование изменения физико-механических свойств пород в окрестностях горных выработок под влиянием подготовительных и очистных работ // Подземная разработка мощных угольных пластов: Межв.сб.нвуч.тр. Вып.7 / Кузбас.политехи.ин-т.-

- Кемерово, 1979. -С.130-137.

26. Штумпф Г.Г. Совершенствование способов охраны надраба- . тываемых выработок на шахтах Кузбасса. - М.: ЦНИЭИуголь, 1980.- 33 с. , ,

27. Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.И. Повышение надежности анкерной

крепи в подготовительных выработках // Бззопасность труда в про-УНШЛШШОСТЯ, - 1381.-й 2. - С.42-44.

28» Штушф Г.Г. Исследование проявления горного давления в псгго^ови'ггжких в1!рпботках а зависимости от зрзмоня пропадания относительно очистиих работ в сосздавм подэтажз шш столба /У Добича утдя'лодзеннш способом. - ЦПКЗЯутсга,' К81, 5 5. - •

- 0Л8-19.

99, ^учп|Г| 7\Т\ Упряадвнпп горным давлением предварительной надрзботко2 пластов и массивов // Тез.докл. Л1 Все союз ,науч ,коь:А. по механике горных пород. - !.!.: !5ГД па.Л.А.Скочкнского, Х58Ь-СЛ09.

30. й»?7мп* Г.Г.., Стрмгш Е.И, Иог"™зшто зф|)е ктнлпо сугл крщ--хттт и поддаргпягя горных выработок на шггах Ведовского ргй>»?& Кузбасса. - М.: ЦНИЭИуголь, 1982. - 31 с.

31, йтул* Г.Г. Мослвдорпнчй устойчивости породами.

в призабойпой зона проводимых выработок-на шахта* Кузбасса // Взаимодействие крепи и пород в слоеных условиях: Сб.науч.тр.-Л.г ЛГИ, 1984. - С.28-34.

32. Штумп$ Г.Г. Геомеханическое обоснование бесцеликовой охраны подготовительных выработок на шахтах Кузбасса // Крепление, поддержание и охрана горных выработок1. - Новосибирск: ИГД ОЭ АН СССР, 1385. - С.18-26. *

33, Пйумпф Г,Г. Некоторые авконсмарго сти ий.*.зпгш1я ф^зиче-«есчих свойств горних пород Кузнецкого угодного бассод'гй /7 п,зрз12зс,?п0"сний ?0>''!олог;; и сооруязкяя горных выработок: Меже.сб. науч.тр./ Кузбэс.политехл.ин-т. - Кемерово, 1986.-С. 45-50.

34, 1йгумп]. Г.Г- Прогнозирование геомояяш^оских услог-й креп-лпнзя и охраны хорных гчработок угольных шахт Торскнского района Кузбасса // Экспериментально-аналитические исследования взаимодействия крепи с массивом: Сб.науч.тр. - Л.: ЛГИ, 1988. - С.23-27.

35. Штумпф Г.Г. Основные макродефокты строения горн?« пород

и »«чсгтрпр Кузбасса и их влияние на устойчивость выработок // Гор-ков давл?тп? в с частных г подготояительннх выработках. Бгат.44.~

- Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1285. - С.54-61. .

36. Стркпш Б.И., Штумпф Г.Г., Куприн Н.Н. Промышленные испытания винтовой анкерной крепи и обоснование ее силовых параметров // Уголь. - 1988И 4. - С.23-26.

37, Штумпф Г.Г. Характер разруиятгя образцов пород г. согкр-шянстювяние.методов определения их прочности // Уголг. Украины.-

- 1988!Ь 6. - С. 10-12,

ЗВ. Штуинф Г.Г. Физико-механические свойства к инженерно-геолатйчесхии особенности массивов горных пород Кузнецкого угольного басъй'яс // На::ря*ияия и дефорсчции в массивах горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых» - М., 1938. -С.Гб-3-io

Фгумпф Г.Г. Основные направления улучшения состояния капитальных и подготовптелн^х выработок шахт Кузбасса // Пути улучшения состояния горных выработок. - M«: ЦНКЭЙуголь, 1989. -- C.8-I0.

• Штумпф Г.Г. Деформация и разрушение осадочных пород вокруг капитальные и подготовительных горвых выработок // Физико-тахн.гробл.разраб.ылеэн.искс -. - 2990.-й 3- - С.27-34.

41. Штут.гпф Г.Г. Зодко-фл.зичес^иа свойства углешещащих горных пород // Лкзико-техн.пробл.разраб.полезн.ископ. - 199Г.-£ С.- С.59-G6.

И з о б р з т е н и я :

42. Л.с. 474625 СССР. Жалазобетонная затяжка / В.Г.Кояевин, £.А.Муратов, Л.Б.Кутенков, Г.Г.Штушф, К.Ы.Тимошснки. - Опубл. в Б.К., 1975. Ä 23.

а 43. л.с. 539136 СССР. Металлическая затяжка / Л.В.Кутскков, Б.А.Муратов, Г.Г.Штумпф. -Опубл. а Б.И., 1976. й 46.

44. A.c. 694641 СССГ. Способ разработки угольных пластов / В. S.Ануфриев, Б.П.Ануфриева, В.М.Ерпылев, В.А.Кувьминич, К.М.КО-swpo, А,"„КовтуновскиЁ, В.И.Немов, Г.Г.Шгумнф. - Опубл. в £.li.,

1979. ji 40.

45. .A.c. 72Sj6C СССР.. С: эсоб разгрузки'контура пластовой выработки от напряжений / БЛ'.Стрьп..ш, Г.Г Штуипф, - Опубл. в Б.И.,

1980. й 15.

46. A.c.. S259S9 СССР, /нкгр для кроплэния горных варгЗоток / В.П.Ануфриева, Б.А.Донец, Г.Г.Штуыпф. - Опубл. в Б.И., 1981. К 16.

47. A.c. 848654 СССР. Башмак для крепи горизонтальных подготовительных выработок / В.Г.Йтабель, К.Г.Жуков, Г.Г.Штумпф.-Олубл. в Б.К., 1931. * 27,

4S. А.и. II637IS СССР. Способ крепления и заполнения пустоты за крепью ^орной выработки / В.Е.Ануфриев, т\Г.Штушф, Б Л. А лад ы~ ¿isb, Ю.Ь-Емслышотз, В.М.Самарин, В.Н.Чжу. - Опубл.в Б.И.,1985. /¡27.

49. A.c. I2G2048 СССР. Способ крепления горних вчработок с забутовкой пакрелного прострянства / Г.Г.Штушф, В.ЕЛнуфриеп. -• • Опубл. в В.'А., 1S3P. а 37.

50, А»с. 1239347 СССР. Способ крепления и заполнения пусто? за крепью восстанавливаемой выработки / Г.Г.Штумнш, В,Е.Ануфразв.-- Опубл. в Е.И., 1936. й 23. •

51, А.с. 1318015 СССР. Способ определения прочности водола-садастого мйселва горних пород / Г.ГЛйтумпф, ,В.В.Ануфриев. Звявс. 06.12.84. ~ (Но опубл.).

52, А.с. 14&7183 СССР. Способ охрани горной выработки / Г.Г.Ютуь'нф, Б.И.Стрыгин, В.Е.Ап;-фраеа. - Опубл. в Б.П.,И89. Я II,

53, А. с. 1470955 СССР. Способ креплелоит кровли / В.Н.АЕгуфря-ев, С.К.Тризно, И.АЛТога, В.Н,Абрамов, Х.Д.Асатов, С.С.Козьчвнко, Г.Т.Штумпф. - Опубл. в ".II., 1589. Л 13.

54, А,с. 1573177 СССР. Способ охраны .горных выработок /

Б.К.Ануфриаь, С.П.Д^лэтгкоз,- Э.К.ГеЕделга, А.М.Коновалов, А.В.Рс-шзоь, ПГ.Шгушф.'- Ог.убл. л Б.К., 1990. Л 23. ••

55, А,с. 1662580 СССР. Способ.крепления горней выработки / Г.Г.1&у:.тф,, В.Е.Апуфриев, Ь'.И.Стрнгкя. - Опубл.-в Б.И.,1991. й 37.

55. А.с. 1698703 СССР. Способ определения псдопоглащения горных пород / Г.Г.Пй?уш?., В.Е.Ануфргев, - Рпубл. в Б,И„, 1591. :.' 46.

57. Патент РФ по заявке № 4681530/03 от II.IJ.90. Способ еоо-стпнойлсш5я г. крепления горных выработок вблизи гзмяой йоверхкос-ти при зявалс тмс^яецши породами / Г.Г.Шгу«пф, В.Б.Ану$ривв, Е.И.Стршчш. - Пололз'.т. рг,ш. от IC.07.9C.

К8. Пгтснт Р9 по заявке 4911036/03 от I5.C2.9I, (У,особ охран» повторно используема горных выработок / Г.Г.Есум-ц:, Б.Н.Ан:лЬ рпеп, Н.К.Стрыгин. - Пслояпт.рвш. от 12.07,53

Л

п ,---

и, ^ '