автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Геомеханическое обоснование порядка выемки ярусов в панели при разработке мощных пологих удароопасных пластов наклонными слоями

кандидата технических наук
Кохальников, Александр Викторович
город
Санкт-Петербург
год
2000
специальность ВАК РФ
05.15.02
Диссертация по разработке полезных ископаемых на тему «Геомеханическое обоснование порядка выемки ярусов в панели при разработке мощных пологих удароопасных пластов наклонными слоями»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Кохальников, Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ.:.

1. Состояние вопроса.г.

1.1. Результаты научных исследований.

1.2. Особенности условий проявления горных ударов на шахтах Южного Кузбасса.

1.2.1. Геология месторождений.

1.2.2. Физико-механические свойства горных пород

Алардинского месторождения.

1.2.3. Характер проявления горных ударов на шахтах Южного Кузбасса.

2. Экспериментальная оценка напряженйо-деформированного состояния краевой части угольного массива при разработке мощных удароопасных пластов.

2.1. Особенности методики проведения Исследований.

2.2. Наблюдения за состоянием центрального уклона пласта З-За.

2.3. Оценка напряженно-деформированного состояния пласта З-За при ведении очистных работ в лаве 3-2-18.

2.4. Определение напряженно-деформированного состояния массива при проходке конвейерного уклона 1/6.

2.5. Определение напряженного состояния массива при проходке путевого уклона 1/6.

Выводы по главе 2.

3. Условия формирования ЗПГД при отработке свиты мощных пластов шахты АО "Аларда".

3.1. Влияние целиков пласта I на ведение горных работ в лаве 3-1-21.

3.2. Исследование влияния влажности на степень удароопасности участков пласта 6.

3.3. Экспериментальное определение зон ПГД при разработке

Алардинской свиты пластов.

Выводы по главе 3.

4. Геомеханическая оценка условий проведения и поддержания подготовительных выработок при ведении очистных работ через выемочный столб.

4.1. Условия проведения и поддержания подготовительных выработок при восходящем и нисходящем порядке отработки выемочных столбов на удароопасном средней мощности пласте 1, залегающим первым в свите.

4.2. Проведение и поддержание подготовительных выработок по пласту З-За на участках лав 3-1-23 и 3-1-21.

4.3. Условия проведения и поддержания подготовительных выработок при подготовке промежуточного выемочного столба (лава 3-1-22).

Выводы по главе 4.

5. Геомеханическое обоснование технологической схемы безопасной отработки первого слоя мощного пологого удароопасного пласта З-За, при восходящем порядке выемки ярусов в панели через один выемочный столб.

5.1. Основные принципиальные положения.

5.2. Способ разработки мощного наклонного удароопасного пласта.

5.3. Аналитический расчет изменения найряженно-деформированного состояния массива при выемке промежуточного столба (лава 3-1-22).

Введение 2000 год, диссертация по разработке полезных ископаемых, Кохальников, Александр Викторович

В настоящее время проводится целенаправленная работа, направленная на изыскания путей повышения эффективности общественного производства, в том числе в угольной промышленности ставится задача коренного роста производительности труда, снижения издержек производства, повышения рентабельности промышленных предприятий.

На шахтах Южного Кузбасса, которые являются поставщиками высококачественного угля для нужд народного хозяйства РФ, указанные задачи тесно связаны с необходимостью решения вопросов безопасного ведения подземных горных работ на мощных пластах, склонных к горным ударам. Особенно остро вопрос о необходимости учета удароопасности разрабатываемых на шахтах Южного Кузбасса пластов возник после горного удара.большой разрушительной силы, происшедшего на шахте "Усинская" в декабре 1978 года в центральном уклоне по мощному пласту 3. В результате данной аварии шахта в течение многих месяцев бездействовала. В результате шахте был нанесен большой материальный ущерб (25 млн. руб. по ценам 1978 г.).

На шахте "Аларда" в течение последних десяти лет был зафиксирован ряд крупных ударов в подготовленной ранее панели без учета удароопасности свиты мощных пластов. Горные удары наблюдались на данном участке в целиках двухстороннего бремсберга и в лавах по первому слою при разработке пласта З-За. Для предотвращения горных ударов в данной панели шахте приходилось затрачивать большие материальные средства на проведение локальных мероприятий.

Серьезные проявления горных ударов имели место в очистных забоях при отработке в зонах ПГД мощных пластов 6 и 7 на шахте "Распадская". Признаки нарастания степени удароопасности мощных пластов наблюдали и на других шахтах Южного Кузбасса.

Изучение практического опыта шахт, разрабатывающих удароопасные пласты, а также результатов многочисленных натурных экспериментальных исследований, показал следующее. При современном знании причин возникновения и природы горных ударов сейчас необходимо сосредоточить внимание на разработку технологических схем ведения горных работ, позволяющих положительно влиять на напряженно-деформированное состояние окружающего массива горных пород в региональном плане.

Локальные способы приведения участков пластов в неудароопасное состояние (камуфлетное взрывание, бурение разгрузочных скважин и т.д.) эффективны, но требуют значительных материальных затрат, иногда непроизводительной остановки на определенный срок горных работ. Без решения вопросов о способах регионального управления состоянием массива горных пород не может быть кардинально решена задача по значительному "повышению экономической эффективности добычи угля на шахтах, разрабатывающих удароопасные пласты в рассматриваемом регионе. Условия возникновения горных ударов на мощных пластах имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при разработке надежных мероприятий по их предотвращению. Вопрос об эффективных способах управления напряженно-деформированным состоянием массива горных пород в региональном плане достаточно широк. Он включает, например, задачу по эффективному использованию защитных пластов, рациональных схемах вскрытия и подготовки пластов к отработке, порядок и последовательность отработки отдельных участков шахтного поля и т.д. Автор данной диссертации рассматривает один из вопросов о влиянии порядка отработки ярусов в панели на изменение состояния и удароопасность массива горных пород.

Главными из этих особенностей являются склонность пластов к самовозгоранию, большая газоносность, высокая степень применения в очистных забоях высокопроизводительной горной техники, которая требует для ее эффективного использования новых нетрадиционных подходов при решении задач прогноза и предотвращения горных ударов.

Таким образом, тема диссертации является актуальной. Автор работы участвовал в исследованиях ВНИМИ в качестве ответственного исполнителя по отраслевой теме 02390160000 "Разработать технические требования и составить рекомендации по созданию и совершенствованию безопасной и эффективной техники и технологии ведения горных работ на удароопасных угольных пластах, в том числе на пластах одновременно склонных к ' горным ударам и выбросам (дополнения к "Прогрессивным технологическим схемам разработки пластов на угольных шахтах" с учетом унифицированного комплекса мер), № ГР 01860048993, в хоздоговорной теме 029220881000 "Разработать и внедрить рекомендации по прогнозу и предотвращению горных ударов в очистных забоях при переходе зон ПГД на шахтах имени 60-летия Союза ССР, "Распадская" и "Капитальная", № ГР 01860052896, а также в отраслевой теме "Геомеханическое обоснование параметров региональных и локальных способов предотвращения горных ударов" с 1994 по 1998 г.

Основные характерные особенности мощных пластов предопределяют необходимость разработки мероприятий по предотвращению горных ударов с учетом отмеченных выше особенностей.

Кардинальное решение вопросов безопасной и экономически эффективной отработки удароопасных мощных пластов может быть достигнуто в направлении совершенствования существующих технологических схем разработки месторождений. Именно данное направление автор и выбрал при проведении исследований.

Цель работы. Геомеханическое обоснование комплекса мероприятий по повышению безопасности и экономической эффективности выемки мощных пологих удароопасных пластов наклонными слоями с учетом их склонности к горным ударам, самовозгоранию, значительной газоносности.

Идея работы заключается в том, что для предотвращения горных ударов и повышения экономической эффективности добычи угля при разработке мощных пластов наклонными слоями необходимо изменить существующий порядок отработки ярусов в панели в том числе в варианте их отработки в восходящем порядке через выемочный столб.

Задачи исследований:

- установить характерные особенности проявлений горного давления и удароопасности пластов при ведении очистных работ по различным технологическим схемам;

- установить характер проявлений горного давления при проходке и поддержании подготовительных выработок при различном порядке отработки выемочных столбов (ярусов) в панели, особенно в ЗПГД;

- определить характер изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород при восходящей отработке ярусов в панели через выемочный столб;

- провести горно-экспериментальные работы в шахте по испытанию предлагаемой технологической схемы восходящей отработки ярусов в панели через выемочный столб с целью установления фактической безопасности и экономической эффективности данного способа ведения горных работ.

Методы исследований. Поставленные задачи решались путем применения комплексного метода исследований, включающего анализ и обобщение опыта ведения горных работ на шахтах Южного Кузбасса, проведение широких шахтных инструментальных наблюдений в подземных выработках и на земной поверхности, аналитические расчеты и опытно-промышленные испытания разработанных практических рекомендаций.

Научные положения, выносимые на защиту:

- при восходящей отработке ярусов в панели и выемке их через столб достигаются благоприятные условия для эффективного обрушения основной кровли, что приводит к существенному снижению опорного давления на массив и вредного влияния ЗПГД;

- отработка ярусов в панели через выемочный столб создает благоприятные условия для проведения и поддержания подготовительных выработок, а также своевременной подготовки новых очистных забоев.

Научная новизна работы: - установлено, что при отработке ярусов в панели через выемочный столб при их общей восходящей отработке достигается снижение в два раза шага посадки основной кровли, существенное уменьшение опорного давления на забой и прилегающий массив, исключение вредного влияния ЗПГД и образование очагов горного давления;

- определено, что при подготовке к отработке ярусов в панели через выемочный столб, краевая часть угольного массива раздавливается и участковые выработки проходят в разгруженном массиве.

Достоверность и надежность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных широко опробованных экспериментальных и аналитических методов исследований и статистической обработки опытных данных, большим объемом шахтных инструментальных наблюдений за проявлениями горного давления в выработках (15 комплексных замерных станций, включающих глубинные и контурные реперы, наблюдательную станцию за оседанием земной поверхности, обследование 30 очистных, подготовительных и капитальных выработок), положительными результатами опытно-промышленной проверки и внедрения практических рекомендаций в шахтах.

Личный вклад автора в получении результатов заключается в выборе участков для инструментальных наблюдений и закладке станций в шахте и на земной поверхности, статистической обработке и анализе опытных данных, постановке задач и анализе результатов аналитических расчетов, выборе объектов и руководстве опытно- промышленными испытаниями предложенной новой технологической схемы отработки пологих мощных удароопасных пластов на шахте "Аларда".

Практическая ценность работы. Рекомендации автора позволили обеспечить безопасность и значительно повысить экономическую эффективность ведения горных работ при разработке свиты мощных удароопасных пластов наклонными слоями на шахте "Аларда".

Реализация работы. Разработанная технологическая схема подготовки и отработки первого слоя мощного удароопасного пласта при восходящем порядке выемки ярусов панели через столб внедрена на шахте "Аларда" и включена в новую "Инструкцию по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам".

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на секциях горного давления и горных ударов, НТС по горным ударам и внезапным выбросам угля (породы) и газа Ученого Совета ВНИМИ 1986-1988, (1990-1997 гг.), Техническом Совете Компании "Кузнецкуголь" (1987-1995 гг.), Техническом Совете шахты "Аларда"(1988-1999).

Публикации. По основным результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, получено два патента на изобретения.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 5 глав, введение и заключение, список используемой литературы из 49 наименований, 45 рисунков, 9 таблиц и 1 приложение.

Заключение диссертация на тему "Геомеханическое обоснование порядка выемки ярусов в панели при разработке мощных пологих удароопасных пластов наклонными слоями"

Выводы по главе 3.

1. Определено, что целики на вышележащем защитном пласте I шириной до 8 м теряют свою несущую способность и не оказывают влияния на ведение добычных работ на нижележащем пласте З-За. Увеличение ширины этих целиков до 14 м и более требует контроля величины степени удароопасности в зоне влияния от этих целиков.

72

2. Для пласта 6 установлено, что при пластовой влажности угля более 4% даже в ЗПГД от целиков, оставленных на смежных пластах свиты отсутствует опасность проявления горных ударов. При We менее 4% прогноз степени удароопасности участков пласта необходимо проводить в соответствии с "Инструкцией."[11].

4. Геомеханическая оценка условий проведения и поддержания подготовительных выработок при ведении очистных работ через выемочный столб.

4.1. Условия проведения и поддержания подготовительных выработок при восходящем и нисходящем порядке отработки выемочных столбов на удароопасном средней мощности пласте 1, залегающим первым в свите.

Имеющийся опыт отработки пласта 1 при восходящем порядке отработки столбов в панели (лавы 1-45,1-46, 1-47) показал, что после отработки двух нижних столбов на конвейерном штреке лавы 1-47, охраняемого целиком угля 1 = 18 м, наблюдалась первая категория удароопасности (табл. 4.1).

Лава 1 -47 расположена в западном уклонном поле пласта 1. Отработка лавы 1-47 осуществлялась длинными столбами по простиранию. Способ управления кровлей- полное обрушение.

Лава 1-47 была оборудована механизированным комплексом 2КМТ( крепь 2МТ, комбайн 1ГШ-68, лавный конвейер СП-87ПМ).

Нижние лавы 1-45 и 1-46 отработаны ранее. При проведении прогноза степени удароопасности опасных участков пласта не обнаружено.

Пласт 1 с глубины 150 м относится к угрожаемым по горным ударам, а с глубины 320 м - к опасным. Пласт 1 в западной части простого строения, иногда встречаются включения минерализованного алевролита в виде линз, вытянутых по падению пласта размером до 0,5 х 0,2 х 0,1 м, кремнисто-карбонатного состава, крепостью f = 6-8 (по Протодьяконову). Общая мощность пласта 1,75-2,0 м.

Наблюдается уменьшение мощности с приближением к горизонту +235 м (абс.). Угол падения пласта 15-16°. Гипсометрия пласта слабоволнистая.

Место буре- 1 метр, 2 метр, 3 метр, 4 метр, 5 метр, Категория Дата ния л л л л л удароопасности замера

К/ш, верхний борт 2,2 2,2 2,3 6,0 8,8 I 22.07.92

К/ш, 30м от 2,3 2,3 2,8 3,2 3,6 III 11.08.92 лавы

К/ш, 8м от 2,7 2,2 5,5 зажим - I 12.08.92 лавы инструмента

Лава 1-47, 2,7 2,7 3,2 3,6 4,0 III 13.08.92

11 секция > (7метр 4,5)

К/ш 1-47 3,5 3,5 3,7 12,3 - I 13.08.92

К/ш 1-47 2,8 2,8 4,2 16,0 - I 13.08.92

К/ш, 15м от 3,0 3,0 3,5- 4,2 зажим I 19.08.92 лавы инструмента

К/ш, 9м от 2,5 2,5 2,8 5,2 24,8 I 20.08.92 лавы

К/ш, 8м от 2,2 2,2 3,5 3,2 зажим I 21.08.92 лавы инструмента

К/ш, 5м от 2,4 2,4 2,5 3,5 31,4 I 25.08.92 лавы

К/ш, 17м от 2,2 2,2 3,5. 26 37,5 I 26.08.92 лавы

К/ш 1-47 2,5 2,5 5,1 5,3 6,0 II 08.09.92

Пром/штрек 1-47 1,8 1,9 2,2. 2,1 2,4 III 16.06.93

Качественные параметры пласта: марка угля К, общепластовая зольность 11-16%, чистых угольных пачек 8-11%,Y=11-14 мм, Yr= 21-23%, Q = 8600 ккал, коэффициент крепости угля f = 1,5, объемный вес у = 1,33 т/м3, сопротивление угля резанию - 180 кг/см.

Пласт опасен по угольной пыли, склонен к самовозгоранию, угольная пыль взрывоопасна. Газоносность пласта и вмещающих пород повышенная и по данным геологоразведочных работ характеризуется: 9-10 м3/т на гор. +200 м (абс.), 15-19 м3/т на гор. ± О м. По внезапным выбросам угля, породы и газа пласт не опасен. Глубина ведения горных работ'в лаве 1-47 от поверхности достигала 140-190м.

В кровле пласта наблюдается ложная кровля мощностью 0,5-0,8 м, крепостью f= 4-5, слабой устойчивости. Допустимая площадь обнажения кровли - 1 м2, допустимое время обнажения - 5 мин.

Непосредственная кровля представлена темно-серым, среднезернистым алевролитом мощностью 0,35-0.8м, крепостью f = 6-7. Порода обрушается блоками размером по 1,5 м3. Допустимая площадь обнажения кровли- 5-10 м2, допустимое время обнажения - 20 мин.

Основная кровля состоит из серых мелкозернистых и среднезернистых песчаников на кварцево-известковом цементе крепостью f = 9-10. Мощность кровли 22-25 м, обрушаемость - крупными блоками. Шаг обрушения кровли при ведении очистных работ 10-35 м.

В непосредственной почве пласта 1 залегает слабый углистый алевролит сланцеватого строения с линзочками угля мощностью 0,1-0,2 м. Ниже залегают темно-серые алевролиты крепостью f= 6- 8.

Обводненность пласта и вмещающих пород в данном выемочном поле повышенная. Обусловлена наличием аллювиальных отложений долины реки Кондомы, которые постоянно подпитывают мощные слои песчаника, залегающие в кровле пласта.

При ведении горных работ определение категории удароопасности производилось периодически, через интервалы, установленные главным инженером, но не более чем через 25 м подвигания лавы.

В лаве 1-47 пройден конвейерный штрек 1-47 "бис" параллельно конвейерному штреку 1-47. Ширина целика между штреками 18 м. Конвейерный штрек 1-47 "бис" пройден из-за повышенного горного давления на конвейерный штрек 1-47 на участке в пределах зоны опорного давления от лавы по конвейерному штреку 1-47 выявлена I и II категория удароопасности, что потребовало принятия профилактических мероприятий по предотвращению горных ударов. При бурении шпуров в конвейерном штреке 1-47 повышенный выход штаба начинается с 4-5 м. Работы по бурению разгрузочных скважин были затруднены, т.к. в конвейерном штреке 1-47 был установлен перегружатель ПТК и лента 1JIT-80. Исходя из этого, бурение разгрузочных скважин производилось с конвейерного штрека 1-47 "бис" на глубину 15 метров.

В сбойках между конвейерным штреком 1-47 и конвейерным штреком 1-47 "бис" бурили разгрузочные скважины в сторону лавы 1-47 глубиной 17 м, а в противоположную сторону на 4 м.

Эффективное расстояние между разгрузочными скважинами принималось в зависимости от напряженности массива, диаметра скважин и мощности угольного пласта. Бурение разгрузочных скважин осуществлялось станком БЖ-45М. Диаметр скважины 100 и 150 мм.

В период осуществления разгрузки группой прогноза постоянно (но не реже одного раза в двое суток) проводилась оценка эффективности выполняемых мероприятий путем определения категории удароопасности одновременно в разгруженной части массива и, на участке, где разгрузка не производилась.

Проводилось бурение разгрузочных скважин диаметром 150 мм. По мере

•I отработки лавы наблюдали за изменением формы этих скважин, которые принимали вид овала с большой осью по напластованию. Бурение скважин осуществлялось через 0,5 м.

По усилию вдавливания пуансона в забой скважины (рис. 4.1) было определено, что коэффициент концентрации напряжений составлял К = 1,7. Максимум напряжений располагался на 3-м метре шпура.

Напряженно- деформированное состояние участка пласта 1 (лава 1 -47).

Р, МПа

V, л 10-1 98

5 - 7

4 - 65

3 - 4

2 - 32

1 -

1 • 0

12 3 4

Глубина скважины I, м

1 - поинтервальный выход буровой мелочи;

2 - усилие вдавливания пуансона по глубине скважины.

При нисходящем порядке отработки ярусов в панели при отработке нижних лав (1-39,1-40) после отработки 3-х столбов на вентиляционных штреках в зоне влияния опорного давления от отработанного пространства определялась I категория удароопасности, что потребовало постоянного бурения разгрузочных скважин.

Очистные работы в лаве 1-40 ведутся с помощью механизированного комплекса КМТ и узкозахватного комбайна 1ГШ-68. Выемочный столб расположен в зоне, угрожаемой по горным ударам и частично в опасной зоне ниже глубины 320 м. Промежуточные печи 2-1-40, 1-1-40 не находятся в опасной зоне.

При восстановлении вентиляционного штрека 1-40 была обнаружена I-II категория удароопасности на вентиляционном штреке в районе пром. печи 1-1-40 (табл.4.2). 4.01.97 г. на вентиляционном штреке (в 5-6 м от очистного забоя) обнаружена I-II категория удароопасности на глубине 230 м от поверхности (табл. 4.3).

Пласт 1 в стратиграфическом разрезе является верхним пластом Балахонской серии и залегает выше пласта З-За на 33-40 м и отрабатывается первым из свиты пластов Алардинского района.

В границах выемочного столба 1-40 пласт имеет мощность 1,27-1,62 м, угол падения 11-14°. Гипсометрия пласта выдержанная, слабоволнистая. Глубина ведения работ от поверхности 130-380 м. Уголь пласта 1 относится к марке К. Зольность общепластовая А = 1-15%, выход,летучих Vr =18-22%. Сопротивление резанию 180 кг/см2. Объемный вес у=1,33 т/м3, крепость f = 1,3. Пласт опасен по пыли, склонен к самовозгоранию, с глубины 300 м и ниже относится к опасным по горным ударам. Ниже глубины 300 м отнесен к угрожаемым по внезапным выбросам угля и газа. Ожидаемое метановыделение 14-27 м3/т.

В пласте 1 на участках лавы 1-40. имеется "ложная" кровля мощностью 0,10,9 м. Она представлена слабоустойчивым алевролитом. Крепость кровли по шкале Протодъяконова f = 2-5, обрущается в виде "сыпучки", плитчатой отдельности сразу же после обнажения.

Непосредственная кровля (т= 1,4-16,0 м, f = 3-5) - темно-серый алевролит, песчаный, слоистый за счет тонких прослойков размером до 0,02 м. Порода обру-шается блоками размерами до 1,5 м3. Допустимая площадь обнажения кровли 5-10 м2, допустимое время обнажения - 20 минут. Основная кровля (т = 0,6-10,0 м, f= 810) - плотный монолитный мелкозернистый песчаник. Шаг обрушения кровли при ведении очистных работ 10- 15 м.

В почве пласта 1 залегает алевролит мощностью 2,4-8,0 м, f = 6-8. Обводненность пласта умеренная. Приток воды по лаве более 5 м3/час. Вентиляционный штрек 1 -40 закреплен со стороны завала двухрядным комплектом с использованием стоек ГВС, анкерными или рамными крепями ИПК с шагом крепи 1 м.

Результаты систематического прогноза степени удароопасности участков пласта показали, что по мере увеличения площади выработанного пространства в подготовительных выработках, прилегающих к нему, участки массива соответствуют I-II категории удароопасности. Это требует заблаговременного приведения этих выработок в неудароопасное состояние.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной задачи по геомеханическому обоснованию безопасной и эффективной отработки первого слоя мощного удароопасного пласта ярусами в восходящем порядке через выемочный столб в панели позволяющей улучшить технико-экономические показатели угледобычи при высокой степени безопасности горных работ. Основные выводы и практические рекомендации по работе сводятся к следующему.

1. При восходящем порядке отработки ярусов в панели через выемочный столб исключается возможность возникновения горных ударов в выработках за счет интенсивной разгрузки в процессе ведения очистных работ в оставленном ранее выемочном столбе угольного массива.

2. В рассматриваемой технологической схеме отработки мощных удароопасных пластов создаются благоприятные геомеханические условия проведения и поддержания выемочных штреков и возможность своевременной подготовки новых очистных забоев в панели взамен выбывающих.

3. При отработке мощного пласта через выемочный столб на участках, попадающих в зону влияния целиков, оставленных на вышележащем защитном пласте, не возникает интенсивного проявления ЗПГД. Напряжения в пласте в таких местах не достигает критических значений и опасность возникновения горного удара исключается даже в самых неблагоприятных горнотехнических условиях.

4. Временно оставляемый выемочный столб в панели следует рассматривать как мощную опору кровли, оказывающую существенное положительное влияние на напряженно-деформированное состояние окружающего угольного массива. В забоях лав, находящихся выше и ниже данной опоры (выемочного столба) напряжения не достигают критических значений, о чем свидетельствует отсутствие признаков высокой напряженности угольного массива в виде толчков, микроударов, горных ударов. При последовательной отработке выемочных столбов (без оставления временных промежуточных опор) по мере увеличения площади выработанного пространства напряженность очистного забоя возрастает , что проявляется в виде сильных и опасных динамических явлений. Это происходит вследствие того, что при большой длине панели по простиранию, достигающей 1,9 км , в средней ее части протяженностью около 300 метров защитной зоны не возникает и напряженность забоя на данном участке по мере увеличения площади выработанного пространства возрастает до опасных пределов. Таким образом, отработку панели через выемочный столб следует рассматривать как эффективный способ управления состоянием массива горных пород.

5. Установлено, что естественная влажность угля сильно влияет на степень удароопасности участков пластов. Установлен предварительный критерий удароопасности участков пластов в зависимости от величины естественной влажности угля ( 8% ). В дальнейшем предполагается данные исследования продолжить с целью разработки оперативного и не трудоемкого метода прогноза степени удароопасности участков пластов.

6. Прогноз степени удароопасности участков удароопасных мощных пластов на действующих горизонтах шахт должен производиться, в первую очередь на основании тщательного изучения горно-геологических и горнотехнических условий разработки и перспектив развития очистных работ. Это позволяет с учетом

•А полученных в диссертации новых горно-экспериментальных и опытных данных устанавливать возможные очаги горных ударов для принятия своевременных профилактических мероприятий по их предотвращению.

Библиография Кохальников, Александр Викторович, диссертация по теме Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

1. Абрамов В.М. Совершенствование технологии выемки пологих удароопасных пластов с труднообрушаемыми кровлями ( на примере шахт Южного Кузбасса ): Автореферат дисс. канд. техн. наук. - Кемерово: КузПИ, 1986. -16 с.

2. Акинылин Б.Т. Закономерности изменения фазово-физических свойств ударо- и выбросоопасности пластов при их над- или подработке // Уголь Украины. 1984.-№ 4 - с.36-38.

3. Аппаратура для контроля удароопасности горных пород / В.М. Проскуряков, В.А.Смирнов и др. //Безопасность труда в промышленности. 1984. - № 10. - С.42-45.

4. А.с. № 1125372 Е 21 С 41/04. Способ разработки сближенных пластов // Я.А. Бич, Ю.Д. Пискунов, С.Т. Кузнецов и др. 3591509/22-03; Опубл. 23.11.84. Бюл. № 43.

5. Беликов А.К. Опыт эксплуатации комплексов 2УКП//Уголь 1986. -№ 5.1. С. 6-7.

6. Беликов А.К. Разработка эффективной технологии выемки одиночных мощных удароопасных угольных пластов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Д.: ЛГИ, 1986,-21с.

7. Бич Я.А. Вопросы разработки удароопасных пластов Кузнецкого бассейна //Совершенствование способов разработки удароопасных месторождений: Сб. научн. тр. -Л.: ВНИМИ. 1986. С.43-47.

8. Бич Я.А., Муратов Н.А. Профилактика горных ударов. Владивосток: ДВГУ, 1990. -248 с.

9. Инструкция по безопасному вёдению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам. -Л.: ВНИМИ, 1988, -86 с.

10. Инструкция по предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса. Кемерово: ВостНИИ, 1983. -67с.

11. Каталог пластов угля, угрожаемых по горным ударам, на месторождениях СССР. -Л.: ВНИМИ, 1984. -23с.

12. Корнилков В.Н. Научные основы разработки мощных пологих и наклонных пластов угля без оставления целиков: Автореф. дисс. докт. техн. наук. Л.: ЛГИ, 1984.-34 с.

13. Опыт отработки удароопасных мощных пологих пластов на шахтах Южного Кузбасса / Я.А. Бич, Ю.Д. Пискунов, Н.И. Толкачев и др. // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Обзорная информация, вып. 2. -М.: ЦНИЭИуголь, 1988. -36 с.

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

15. Петухов И.М., Работа Э.Н., Сидоров B.C. Расчет податливых целиков при отработке сульфидных руд // Геомеханические процессы и прогнозирование проявлений горного давления: Сб. научн. тр. ИГД СО АН СССР, вып. 40. Новосибирск, 1982. - С. 18-23.

16. Перспективные схемы использования защитных пластов на шахтах Кузнецкого, Карагандинского и Печорского бассейнов. -Л.: ВНИМИ, 1983. -168с.

17. Поляков С.В. Оценка степени тяжести кровли и обоснование сопротивления поддерживающих механизированных крепей для пологих пластов с тяжелой кровлей: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Л.: ВНИМИ, 1984. -18с.

18. Работа Э.Н., Тлеужанов М.А.-Об оценке опасности разрушения целиков в форме горного удара // Прогноз горных ударов: Сб. научн. тр. -Л.: ВНИМИ, 1982.-С.74-77.

19. Филинков А.А., Гелашвили Г.М., Саникидзе Б.Г. Опыт отработки мощных удароопасных пластов, склонных к самовозгоранию // Совершенствование способов разработки удароопасных месторождений: Сб. научн. тр. -Л.: ВНИМИ, 1986.-С.11-18.

20. Чжу В.Н. Выбор системы разработки сверхмощного угольного пласта сложного залегания // Изв. ИГД им. А'А. Скочинского- М.: ИГД им. А.А. Ско-чинского, 1990. С. 67-69.

21. Чжу В.Н. Разработка безопасных способов выемки ударо- и пожароопасного пласта большой мощности: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Кемерово. ВостНИИ, 1991. 18 с.1. »•

22. Brauner G. Gebirgsschlage und ihre Verhutung. Essen: Verlag Gluckauf, 1989.-189 s.

23. Brauner G. Bekapfung der gebirgsschlaggefahr. Essen: Verlag Gluckauf, 1973.-74 s.

24. Brauner G. Gebirgsdrunck und Gebirgsschlage. Essen. Verlag Gluckauf, 1981.-160s.

25. Расчетные методы в механике горных ударов и выбросов. Справочное пособие / И.М. Петухов, A.M. Линьков, И.С. Сидоров, В.В. Зубков и др. М.: Недра, 1992. -253 с.

26. Шванкин М.В., Кохальников А.В. Экспериментальное определение зон ПГД при разработке свиты мощных пологих пластов // Свойства горного массива и управление его состоянием: Сб. научн.'тр. / ВНИМИ. -Л., 1991. С. 100-103.

27. Я.А. Бич, М.В. Шванкин. Безопасная отработка мощных пологих удароопасных пластов Южного Кузбасса // Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики. Сб. научн. тр./ ВНИМИ. -Л., 1996. -С. 329-332.

28. Bitsch J.A. Sicherer Abban der gebirgsschlaggefardeten Kohlenflaze in der USSR Bergbau in Wandel. Yerlag gluckauf - Cr. MBH, Essen. 1988. -S. 244-249.

29. Бич Я.А., Золотых С.С., Шванкин М.В. Разработка мощных пологих пластов, подверженных горным ударам. -М.: Недра, 1994. 170 с.

30. БорисовА.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980. 360 с.

31. Бич Я.А. Горные удары и методы их прогноза. М.: ЦНИЭИуголь, 1972.101 с.

32. Бич Я.А., Емельянов Б.И., Муратов Н.А. Управление состоянием массива горных пород. Владивосток.: ДВГУ} 1988. - 261 с.

33. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. М.: ИГД им.А.А.Скочинского, часть 1, 1991. 170 с.

34. Каталог горных ударов на угольных шахтах(1981-1989).Л.: ВНИМИ, 1990,-77с.

35. Каталог пластов угля, угрожаемых по горным ударам, на месторождениях СССР. Л.: ВНИМИ, 1984. -28 с.

36. Золотых С.С. Прогноз и предотвращение горных ударов при разработке мощных пологих удароопасных пластов, склонных к самовозгоранию угля . Ав-тореф. дисс. канд. техн. наук. Л.: ВНИМИ, 1988. - 18 с.

37. Шванкин М.В. Геомеханическое обоснование безопасных и эффективных способов отработки мощных пологих удароопасных пластов. Автореф. дис. канд. техн. наук. -Л.: ВНИМИ. 1996. - 15 с.

38. А. с. СССР, № 1514933, Е 21 С 41/04. Способ разработки сближенных угольных пластов//Е.П. Мухин, Н.В. Тихонова, М.А. Ильямов и др.- 4351167/23-031. Опуб. 15.10.89. Бл. № 38.

39. А.с. СССР, № 989070, Е 21 С 41/06. Способ разработки полезного ископаемого // С.М Мауленкулов, И.Ш. Кбган, К.Ш. Акбаев и др.- 3299192 / 23-03. Опубл. 15.01.83. Бл. № 2. ^

40. А.с. СССР, № 800370, Е 21 С 41/04. Способ разработки пологих пластов// М.Ш. Землянский № 2744639/ 23-03. Опубл. 02.02.81. Бл. № 16.

41. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах, ч. I, ИГД им. А.А. Скочинского, М., 1991, с.42-44

42. Акинынин Б.Т. Фозово-физическое состояние угольных пластов и инженерно-геологическая оценка их склонности к газодинамическим явлениям. Дисс. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук. -Л., ЛГИ, 1987.

43. Коршунов Г.И. Технология эффективной и безопасной разработки вы-бросо- и удароопасных пологих угольных пластов: Автореф. дисс. доктора техн. наук- Л.: Спб ГГИ(ТУ), 1995, 47 с.

44. Фрянов В.Н. Управление геомеханическими процессами и обоснование параметров систем разработки гидрошахт Кузбасса: Автореф. дисс. доктора техн. наук- Кемерово: АН СССР СО ИУ, 1989, 46 с.

45. Holland С.Т. & Thomas Е. Coal- mine bumps. Some aspects of accurrence cause and control, Washington: U.S. Government Printing Office, ( Bulletin, Bureau of Mines № 535 ).