автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Исследование и создание условий эффективного применения механизированных крепей на шахтах области многолетней мерзлоты

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ШЯШТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ЩДР

На правах рукописи ВИКУЛОВ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ НА ШАХТАХ ОБЛАСТИ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОЙ

Специальность 05.16.02 -"Подземная

Диссертация на соискание ученой степени доктора технически наук в форме научного доклада.

Москва - 1991

разработка месторождений полезных ископаемых".

Работа выполнена в Якутском государственном университете

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, проф. Бесков М.И.

доктор технических наук, проф. Кузнецов Ю.Н.

доктор технических наук, проф. Шувалов Ю.В.

Ведущее предприятие - институт "Дальгипрошахт" (г.Владивосток)

Защита состоится часов

на заседании специализированного Совета Д 003.20.01 при Институте проблем комплексного освоения недр АН СССР по адре-111020, Москва,Е-20, Крюковский тупик, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Диссертация разослана

п......■.--■"7.' '

Ученый секретарь • ( - , ^ '/ л

специализированного -Совета ^ ¡[ Д __*' !

канд.техн.наук 4 '' Г'.И.Богданов

j ^-тОЕЩАЯ КАРАКТЕРЛСТККА РАБОТЫ.

Добыча угля в ближайое года и на обозри,муз перспектипу в тране должна вестись при полной механизации всех, процессоз до-ич'л. В настоящее время 2/3 подземко¡4 добыта осуществляется с омощью очистных комплексов с передвикншш иехаиизиро!заннк1ш реипми, однако в последние годы (начинаяc7Q-x годов) накатилась енденция снижения показателей средств ксг.'плэг.снои механизации, то объясняется том, что экстенсивные методы до бичи в угольных ассейнах страны привели к заметному истощении участков, прн-одиых для эффективного применения комачексов и ио-'/етнвасеея в аследнее время активное освоение прошаленностьэ угольных ассейнов Северо-Востока СССР является естественным в создав-ихся условиях.

Внедрение очисти1« механизированных комплексов на угольных ахтах Северо-Востока осложнилось слаооЯ изученностью вопросов заимодействия их с мерзли;.«! труднообрушаемшк ииецагчнми поводами и влияния теплового рекима очистных забоев на рабэтоспо-обность механизированных крепей, в том числе их гидросистем.

Специфика эксплуатации механизированных крепей на северных ;ахтах с относительно низкими температурами пород и воздуха в чистных забоях и неравномерностью распределения температуры оздуха как по длине лавы, так и по её высоте, а также прине-;ение в качестве рабочей жидкости минеральных масел, гаранта-¡укядих гидросистемы крепей от перемерзания, но не обеспечиваю-их в силу повышенной вязкости надёжность их работы, вызвала [еобходюлость проведения исследования для повышения работоспо-:обности механизированных крепей в этих условиях. Эти резуль-■аты приобретают особую актуальность в связи с окончанием :троительства БМа и намечаемым сооружением крупных современных ¡ахт в этом регионе.

Исследования проводились по плану НИР Института горного [ела Севера ЯНЦ СО АН CCCP(3.2.I.I, 3.2.1.Я, 3.2.1.6), в том гисле в рамках Региональной программы "Сибирь" (3.4.7) и пла-гу госбюджетной тенатикн НИС Якутского госуниверситета(поз.7, :987-89г.г.).

Цель работы - разработка технических и технологических решений по повышению работоспособности механизированных крепей в условиях угольных месторождений Северо-Востока СССР.

Основная идея- повышение эффективности эксплуатации угольных месторождений на базе применения механизированных комплексов возможно при адаптации передвижных гидро^лцированных крепей к слоеным условиям залегания и разработки пластов в зоне многолетней мерзлоты.

Задачи исследовании -состояли е следующей:

- изучить природные условия разработки угольных месторождений Северо-Востока СССР применительно к использованию при их эксплуатации очистных комплексов с гид-

рофицированнъгаи механизированными крепями;

- исследовать взаимодействие серийных механизированных крепей с шецавдики породами и влияние теплового режима очистных забоев, стандартных и специально разработанные рабочих гид-костей гидросистем на работоспособность крепей;

- разработать рекомендации по эффективной эксплуатации механизированных крепей в специфически слогшых условиях угольных ыесторождений области многолетней мерзлоты. • .

Методика исследований - предусматривала использование системного подхода к решению гоставленных задач, для чего были применена:

- метода шахтных исследований физико-иеханических свойств горна пород; деформационно-силовых характеристик взаимодействия механизированных крепей с боковыми породам»(величин и скоростей нагруженил и просадок секций крепи, периодичности и параметров осадки кровли, устойчивости забоя); теплового реи-ча

очистных забоев и влияния температур шахтной атмосферы и горных пород на скорость технологических операций управления крепью с помощью общепринятых и специально разработанных методик и приборов';

- ыетоды лабораторных исследований взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами(их секций к элементов на моделях при использовании эквивалентных пат-зриалов) с применением методов математической статистики для ои&яизг. ре-оулотатов;

- методы теоретического обобщения результатов исследования процессов взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами; процессов влияния теплового ретама пахтной атмосфера и горных: пород на работоспособность крепи; геологического строения угольных пластов, в частности, их геологической на-руаенности и трещиноватости.

Научнее положения, выносимые на зоотту:

- при отрицательных температурах горного массива обрусение пород непосредственной кровли происходит крупными блокам, сдвигающимися по льдистым плоскостям . сколькения в сторону забоя, что обуславливает необходимость учета динамических нагрузок

на оградительные элементы секций мпханизированной крепи;

- изменчивость мощности угольных пластов месторояденйй Шно--йкутского бассейна, находящаяся в пределах 0,5 - 4,0м, создает необходимость создания механизированных крепей с повышенным коэффициентам гидравлической раздвитшости до 2,5, что обеспечат более эффективную разработку пластов в сложных условиях региона и снижение потерь угля;

- распределение геологических нарушений пластов и трещиноватос-ти горных пород месторождений Кязю-Якутского бассейна позволяют установить рациональные параметры выемочных столбов и ориентировать их в плоскости пласта;

- неравномерность распределения температур воздуха по длине лавы определяет особенности оперативного управления механизированной крепью в очистных забоях с естественным'тепловым режимом;

- применение незамерзающих гидкостей в гидросистемах серийных механизированных крепей создает условия для увеличения скорости крепления на 23$ и повышения нагрузки на очистной забой на 16-10$.

- систематизация природных условий и разработанные технические и технологические решения применения механизированных крепей определяют рациональную область и эффзг.тивнссть их использования.

Досторесность научных положений, выводов и рекомендаций

определяется:

- результатами теоретических и экслер:'.угнтальч:-эс исследований

деформациошю-силоЕых закономерностей функционирования системы крепь-мерзлые породы, достаточное количество и представительность которых позволили установить осношые пути и направления совершенствован;!*! крепей с целью пор;,;^ения их адаптивности к специфическим условиям угольных месторождений Северо-Востока;

- теоретическим обобщением проблею и сопоставлением ряда теоретических' данних с результатами кахтних я лаборатс рных исследований (в том члсле, полученных другими исследователями);

- экспериментальной проверкой в пахтных условиях новых рабочих жидкостей гндгю системы крепи, выявивших удовлетворительную

. сходимость теоретических и фактических результатов;

- применением методов планирования экспериментов и математнчес' кой статистики, использованием средсти вычислительной техники, получением фактического эффекта.

Научная поппгша заключается в следующем:

- установлено распределение геологических нарушений и троцино-ватости горного массива в условиях Стаз-Якутского угольного бассейна;

- оценен характер изменчивости мрщ!юсг,н угольных тастов приме пительно к использованию механизированных крепей в условиях Южно-Якутского угольного бассейна и обосновано рациональное значение коэффициента гидравлической раздвлкности крепей;

- выявлен характер обруаения кровли при разработке угольных пластов механизированным комплексам» в условиях отрицательных температур вмещающих пород; установлены параметры обру-иаюаакся породи;.« блоков и динамические нагрузки на оградительные элементы крепи;

- установлены зависимости скорости крепления лавы механизированной крепью от теплового рскиыа очистного забоя и от свойств стандартных и специально разработанных рабочей жидкостей

- разработана многовариантная' модель выбора механизированных крепей на шахтах Северо- Востока СССР.

Практическая ценность работы заключается в следующей:

- разработан способ перЕиччой посадки мерзлой ¡".росли с разво-

ротон линии очистного забоя, прл котором обручение кровли происходит по всей длине лавы последовательно, но вызывал значительных поврездений крепи;

- разработаны рациональные параметры Еыеисчных столбов к направление выемки угля в зависимости от частоты и амплитуды геологических нарупений и от троздановатостн гордого масс/.ва;

- разработана методика и на её основе расчитаны пар&мзтрическио

и типорпзмеркые ряды механизированных крепей с высокой степенью гидравлической раздвижности, обеспечивающие снижение потерь угля в выемочном столбе до нормативных пеличлп;

- предложены рациональные технологические решения выемки угольных пластов механизированными комплексами с регулированием температурных условий в очистном забое;

- разработана методика расчета мощности калориферов для локального подогрева воздуха-в очистных забоях, учитывающая агрегатные перехода влаги в мерзлых породах;

-■разработана методика исследований, испытана и внедрена на шахтах II) "Якутуголь" незамерзающая пожаробезопасная жидкость для гидросистем крепей, обеспечивающая их эффективную эксплуатацию в условиях отрицательных температур горного массива.

Реализация работы подтверждается следующим техническим и руководящим материалом:

- рекомендации по повышению эффективности применения механизированных крепей в условиях многолетней мерзлоты, ИГДС Ш СО АН СССР - Шнуглепром СССР, Якутск, 1983(Внедрены в ГО "Якутуголь").

- инструкция по применению пожаробезопасной незамерзающей рабочей жидкости ЖРЯ - Як для гидросистем горноыахтного оборудования на шахтах Севера. ЯНЦ СО АН СССР - Минуглепром СССР. Якутск, 1990 (внедрена в ПО "Якутуголь").

- рекомендации по выбору оптимальных параметров разработки нарушенных пластов Северо-Востока СССР ЯФ СО АН СССР -Шнуглепром СССР. Якутск,1976,(внедрены в ЛЭ "Якутуголь" и ГО "Се-верозостокуголь").

- методика проведения исследований взаимодействия механизированной крепи с боковыми породами в очистных забоях шахт в области многолетней мерзлоты.® СО АН СССР - II) "Якутуголь".Якутск,

1976 (внедрена в ИЖЗС Я1> 03 АН СССР).

- методические указания го переходу ¡'оологических нарушений механизированными комплексы.»; на угольных шахтах Якутской 'АССР и Магаданской области. Я? СО АН СССР - йшуглепром СССР, Якутск, 1Р20(внедрены п Ф "Якутуголь" и Ю "Северовосток-уголь").

- методика выбора калорифера для механизированных забоев угольных ежт Сопс-ра. ЯФ СО АН СССР. Якутск, 1976( внедрена в Ш "Дкутуголь").

- рекомендации по внедрению новой технологии ведения горных работ с применением механизированных комплексов на Сангар-ской шахте треста "Якутуголь". Я5 СО АН СССР. Якутск, 1973 (внедрены в Ю "Якутуголь").

АлрооЪипя ^аботи/ Основные результата исследований докладывались и получили одобрение на Второй Всесоюзной научно-практической конференции "Шахта будущего" (Новосибирск, 1973),XIX и XXI Региональных научно-координационных совещаниях по проблеме горного давления "Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами" (Новосибирск, 1978, 1960г.), Всесоюзной совещании по проблеме поддержания и охрани горных выработок (Прокопьевск, 1982г.). И, 1У и У Всесоюзных научных семинарах "Взаимодействие ¡леханиакровакных крепей с боковыми породами". (Новосибирск, 1932, 1934, 19с6г.г.выездном заседании горной группы АН СССГШкутск, 1934г.), научно-практических конференциях Якутского госуниверситета(Якутск, 1989.. 1990г.г.).

Публикации. Авторогл опубликовано 53 научдых трудов и изобретений. Основное содержание данной проблемы изложено в 43 печа1 шве работах, в т.ч. в 2 монографиях.

КРАТКОЕ СОДЗРКАШЕ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ.

Параллельно с обоснованием н внедрением механизированных комплексов на угольных месторождениях Северо-Востока СССР создавались новые и совершенствовались извессные метода исследования взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами и влияния теплового режима пахт на работоспособность крепей.

К настоящему времени накоплен обширный опыт эксперкмс-нталь-

но-производственных, лабораторных и аналитических исследований как в целом по стране, так и п рассматриваемом регионе, в которые наиболее существенный вклад внесен Ардашевым К.Л., Бурча-ковкм A.C., Взкслером Ю.А., Восковым М.И., Гапановичем Л.Н., Гетопановым В.Н., Глушихнкым ¿?.П., Грицко Г.И., Громовьм Ю.В., Зиглииым Л.А., Киржнзром З.М., Комиссаровым С.Н., Коровкиным Ю.А., Коршуновым А.Н.. Кузнецове,! Г.Н., Кузнецовым C.B., ¡Мамонтовым C.B., Млкляевым Е.И., ¡.¡ьглляевым В.К., Орловым A.A., Поповы:.: В.Л., Розен-баумом U.A., Роговым 2.И., Сатюкос.чм H.М., СереДенко М.И., Ску-бой В.Н., Слепцовым А.Е., Украинским А.'Л., Фроловым Б.А. , Хориным В.Н.,Шиком В.M., Ягодкиным Г.И. и другими ученжи. Благодаря им исследователи к производственники получили целый ряд ценных научных результатов, технических рекомендация и методических материалов по обоснованию и' расчету силовых характеристик и режимных параметров крепей, определению обобщенных показателей и характеристик взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами, адаптивности крепей к слсжным горно-геологическим условиям, в том числе и к условиям угольных месторождений, расположенных в зоне многолетней мерзлоты.

Однако j применяющиеся в настоящее время в северо-восточных регионах страны механизированные крепи не в полной мере могут приспосабливаться к услокняющшся чрезвычайно изменчивым горно--геологкч'еским условиям месторождений, которые характеризуются наличием мерзлых вмещающих пород и экстремальными температурами окружающей среды.

Назрела настоятельная необходимость в разработке методов и средств повышения адаптивности механизированных крепей к экстремальным условиям угольных месторождений Северо-Востока. Такие подходы к этой проблеме рассматривались з последних работах М.А.Роэенбаума, З.М.Киржнера, А.Е.Слепцова, И.Н.Лося, А.И. Украинского, В.П.Слепцова, А.П.Ефремова и некоторых других исследователей. Они свидетельствуют о начале нового, находящегося на более высоком уровне, периода научного раскрытия закономерностей функционирования системы крепь-мерзлые порода - тепловой режим . горных выработок.

Ав^ср выраяает глубокую признательность докт.техн.наук,проф. Скубе В.Н. за действенную консультативную помощь в подготовке настоящей работы.

I. Условия эксплуатации механизированных крепей в зоне многодетной мерзлоты.

На территории Северо-Востока СССР расположена основная часть Ленского, восточная часть Тунгусского, 1етю-Яхутский и Зырянский уголь::ыо бассейны, Анадырская, Аркагалинская, Берпнговская и Омсукчанская угленосные площади, которые занижают около 650 тыс.кв. км и насчитывают более 900 месторождений и углепроявле-нкй. Различаются они условиями угленакопления. тектоническим строением, разницей в климате к т.п., общим для них является Наличие многолетней мерзлоты.

Запасы угольных месторождений Северо-Востока по категориям A+B+Cj+Cg составляют около 50 млрд.т., обвде же кондиционные пасы углей -3,0*4,0 трлн.т.,, что более 40$ запасов СССР/1,7,15, • Климат района месторогдекиЯ в основном резкоконтинентальный: продолжительная холодная зиыа(минимальные температуры в Аркагал' к Дяебарнкй-Хая -60...-б2°С) и короткое каркое лето(какстаалькы температуры в Сангарах и Чульмане +35°С). Среднегодовая темпера тура колеблется от -!3,6(п.Тикси) до -4,2°С(п.Беринг?вский). Большинство месторождений представлено пологими-или наклонными структурными складками с углами падения от 0 до 45°. Вкещаюцле угольные пласты породы в основном крепкие разнозернистые песчаники, аргиллиты и алевролиты. Реже встречаются глины и глинисты сланщ(Галимовскоэ. Coro). Угленосность месторождений выражена обычно 10-15 пластами и пропластками угля. Практически интересн как правило, 3-5 пластов. По мощности угольные пласты варьируют от тонких (некоторые пласты и их участки на Муостахском. Сангар ском, Чульмаканском месторождения) до моцкых и сверхмоцных(Нз-рангрннское и Эрозионное) /16/.

В результате изучения планов Горных работ действующих шахт и геологоразведочных материалов/1/ по Чульмзкакскому, Нерюнгри? слому и другим месторождениям Северо-Востока установлены средне расстояния ыевду встречающимися геологическими нарушениями (табл.1).

Особенности тектонического строения месторождений Северо-Вос тока состоят в следующеы/П ,23/.

-азимутам падения нарушений являются юго-запад и северо-бос ток для месторождений Якутии;

-мощность перемятых пород кровли и почвы в зоне нарушения увеличивается с возрастанием амплитуды смещения пласта.

Наряду с интенсивной нарушенностью, для вжно-якутскнх угольных месторождений характерна резкоменягадаяся на небольших по протяженности участках мощность угольных пластов/20,33/.Этот фактор,при введении . месторождений в эксплуатацию,будет оказывать решающее влияние на технологические параметры очистной выемки я очистного оборудования.Для установления характера этого влияния исследована изменчивость мощности угольных пластов Денисовского, Кабактинского, Чульмаканского и Якокитского месторождений, наиболее полно разведенных н подлежащих первоочередному освоению, где планируется строительство 5 шахт общей производительностью 7-8 илн.т угля в год.

Мощности пластов на этих месторождениях колеблются в весьма широких пределах(рис.1) от 0,7м(минимальные кондиционная мощность пластов,установленная для Южно-Якутского бассейна ГКЗ СССР) до 2,5м и более,причем наиболее устойчивыми по мощности являются пласта Денисовского и Чульмаканского месторождений, но н здесь мощность меняется от 0,7 до 2,2м.

35 30 25 20 15 10 5 О

Ь'/о

л —»

■ }-1Ы_

АД / / т

/ \ 1 \ 1 [ \

1

V \

\\ и-■

Рис.1 Распределение мощности пластов на Южно-Якутских месторождениях

Кабактинское

Чульмаканское

Денисовское

0.5

1,5

2,5 3,5

гп, м

4,5

Таблица I

Мссторовдзние Нарушения с амплитудой более мощности пласте

Кзг'увекгя с амплитудой иенеа коеэясти пласта

Тяп

Аиплвтуда, м

Рг.естоккпя Тк

нару-еэыия^и,м

Амплитуда,

м

Рясстоя'же иедцу нарушениями ,и

I

2

3

Анадырское сбросы Бухта Угольная Галлювское Джебарикя-Хая Муостахское

Нершгранекое Взбросы, шарнирные надваги Сангарское сбросы

Чульиаяанское Флексурные перегибы

Эрозионное

надвиги, взбросы

4-18 до100 10-11 3-160

5-40 .

от 10 до 300-800

30-50

12-15

700-600 сбрстт лэ?:ео т

сбросы,гзбросы

_

1000-1200 Перегний,сбросп 2-3 сбросы,взбросы 2-3

изкгнекпе' гюекосл: пласта на 10-15 - 2-4

РаЗДУЕК, ПСрЗЕШЫ 6000 флексур, сбросы

взбросы 2-3 .

. подогкз нядвкг::, взбросы 0,5-3

Слабая кшпс-тоеть

100

40-150 60-100 150-180

200-300

50-140 60-100

С технологической точки зрения очень паяно иметь представление об зтих параметрах в внешчкпх участках при наиболее аффективной -и шроко распространенной столбовой системе разработки. С т*той целью били оценены колебания мощности пластов Чульмаканского месторождения.

Анализ изменчивости средней мощности пластов показал, что в выемочных столбах Чульмаканского месторождения она меняется з основном от + 20 до * 40£. Учитывая, что характер распределения мощности пластов на Чульмзканском месторождении подобен распределению на Денисовском, Кабактинском и Якокитском месторождениях , можно предположить что колебания мощности пластов в выемочных участках отих месторождений будут аналогичны Чуль-маканскону.

Сравнивая колебания мощности пологих пластов в крупнейших угольных бассейнах страны /Давидянц В.Т., Хорин В.П. и др., 1973/ с результатами, полученными по Чульмаканскому мветороядет нию(табл.2)'можно заметить, что южно-якутские месторождения по характеру изменчивости средней мощности пластов резко отличаются от центральных бассейнов страны и применение на них серийнйх механизированных крепей вызовет значительные потери угля.

Таблица 2

Бассейн,

место- % забоез(выемочных столбоз). с колебаниями рождение мощности пласта

до 10/, от 10,1 от 15,1от20,1 отЗОД ог40,1 отбОД ' до 15% до 20% до ЗОЙ до 40;ь цо ЬС'/р до 60%

Донецкий 77,9 13,3 8,8 -

Кузнецкий 61,3 15,0 20,0 3,7

Карагадин-

ский 97,8 2,2

Чульмакан-

СК08 7,2 18,2 39,7 23,7 11,2

Расчеты показали что при применении серийных механизированных крепей типа ЫК-75 и .4-87 технологические потери угля из-за недостаточной адаптации крепи к изменениям модности пласта толь ко по Чульмаканскому месторождению составят от 34,2 до 45,2% или от 164,3 до 216,9 млн.т. По действующем мировым ценам на высококачественный коксующийся уголь ото 17-22 нлд.долларов США

В связи с этим возникает вопрос о разработке для условий Е~лой Якутии параметрического и типоразмерного ряда механизированных крепей с повышенной гидравлической раздзигностыо, что мо жат служить основой для создания крепей, позволяющих отработать пласты с резкоменякще,1ся модностью с минимальными потерями.

. Для конкретных горно-геологических условий бассейна, месторождения или группы месторождений, нами разработана методика расчета параметрического и типоразмерного ряда крепей-исходя из кх коэффициента гидравлической р&здвянкостк:

у _ 0 ¡--/ с 1 п___'г а

'V ~ ( ^ >. '

^ ^ ^

где £ -плотность угля; п-число выемочных столбов в аахтном пиле; с -порядковый номер столба; !> - площадь выемочного столба; М - средняя мощность пласта в столбе ¡¿¿^-нормативные потери угля при принятой технологии выемки;

-минимальная конструктивная высота/?-го типоразмера крепи. Принимая в качестве основных критериев расчета минимальную конструктивную высоту крепи и нормативные потери угля и задаваясь сопротивлением крепи и характеристиками поведения кровли очистного забоя, расчитены 12 вариантов параметрических к типо-размерных рядов механизированных крепей с коэффициентом гидравлической раздвижности от 2,3 до 2,9 /28/.

Путем оптимизации рассчитанных рядов по критерию экономической эффективности(Рис.2)выделен параметрический и типораз-мерный ряд с Кр=2,5, наиболее удовлетворяющий условиям южно-якутских месторовдемий(табл.З).

Оо'зор имеющихся в настоящее время литературных и фондовых изтериилов и результаты наших исследований позволя;т ввделить

Рис.2 Зависимости потерь угля ( л 2„ ), величина колебания мощности пласта внут- . ри типоразмерного ряда экономического э'дак- ' та< ¿5 Э ), массы ( Ос) и стоимости ( Со ) лаво-комплекта крепи от её гидравлической раз-двикности.

эсиовные горно-геологические л горно-технические особенности условий разработки угольных месторождений и сделать некоторые >бобщения условий эксплуатации месторождений Северо-Востока 1ССР. Обработка статистических данных по разрабатываемым и перфективным месторождениям позволила получить распределение угольных пластов по углу падения: до 5°-Зб%, от 5 до Ю°-21#, >т 10 до 25-10$, от 25 до 45°-28$, более 45°-5%.

Таблица 3

1ндексы основных Номера членов ряда

гараметров . I 2 3

I 2 3 4

Минимальная конструктивная ¡ысота - ,мм 560 850 1320

Максимальная конструктивная -зысота- Н тц.% .ьэл 1400 2125 3300

Минимальная вынимаемая мощность - т ¡я,,, , м 0,7 1,2 1,7

^максимальная вынимаемая мощ- 1 А/ » 1;*! 1,5 2,2 3,4

I

2

3 4

Коэффициент гадравлвческой раздвнжкости - Кр

Сопротивление секции крепи -Р, кЦ/ы2

Колебания мощности Пластов на стыке ткпоразыеров,Ъ ,%

Средняя мощность пласта; об-слугашаемая типоразмером - М ср.,ы

Ряд предпочтительных чисел

2,5 500 36,0.'

IЛ

40/е

2,5 2,5 500 500 30,0 32,0

1,7 2,6

(560... ДЗ

По кощностн разрабатываемые пласты распределяется следувщ образом: до 1,6н-16$; до 2,2га-30&; до 4.4-24$; более 4,3 и -3055/5/. .

Обощзнная характеристика фгззЕО-ыгханзчаскжх свойств угле н пород для ряда месторождений приведена в табл.4 (в выоорку воелн данные по слвдухизы иестороЗДенняы: Сангарскоиу, Дзеба Кй-Хайскону, Согинскому, Чульдаканскому, Нерюигрзнскоыу, Эра знойному, Анадырскому, Галаыогсксму, бухты Угольной).

Таблица 4

Показателя!

Уголь

Порода

Пределы изменения Среднее значение Пределы язмененвя Среднее значок;;'

Коэффициент кре-пости(по Й.М. Протодьяконову) 1,6-2,0 1,75 4,0-9,0 5,0

Плотность,кг/мЗх хЮ 1,25-1,53 1,3 2,2-2,7 2,4

Влажность,% 0,3-8,3 4,0 2,5-9,1 4,5

Придел прочности - «не...Т1а 9.8-31,7 21,0 17,0-140,0' 45,0

1__ 2 _3 • 4__5

юффяцйеит теп-шройодностк: ■алых пород •

•/(1.5x10 0,22-0,34 0,23 0,62-2,03 1,97

:эрзлих пород

■/(и X К) . 0,23-0,40 0,33 2,20-3,01 2,07

'зффацзенг тсм-¡ратуропровод-сти:

шгшс пород,ыг/ч |0^0-49'5 10 . 1;|:5о-3 ■ 2,7 *103

:зрзлых пород, .

:2/ч - - 3,б-Х0-§+

4,3-т-6 4,1 -Юэ

Обг!уи характерястаку условий разработка уголыйа: кзсторозде-й могло представать следующим образок:

1. На территория Сеэеро-Востока СССР пасч£тызв,отся а иастоя-е время более 900 местороздёкяЯ н углепроявлекзй, запасы ео-рых по категориям А+ВчС^-С^ состг.злгчт около 50 млрд.т.

2. Месторождения находятся в климатических условиях, харак-Р'ззугцтгхся продолглтельной холодной- знмой к коротким лзтсы. едиэгодовея температура аткосфзркого аоздуяа-отрзцательная. актнчвскя все местородденля(шг:«ючая йлго-Якутский угольный ссейн) труднодоступны з тргш^портнои отнсц;з2?::н.

3. Структурно• большая ч»с?ь ¡¿осторот'дсцяй представлена-поло-ак й0наклонными складкам"! с углгаст ркдэная от-0 до 45°(67%-

о 25 ) •¡Змепюгп.зе порода-разиорзрнпстыз песчзггакп, алевролиты, гиллзты, рег.е - глины % гжжсткз сланцы. Угле«осность выра-иа обычно 5-10 пластай различной коцгюстй(84%-сЕыте1,бм). .

4. Для всех разрабатываемых подзеккуи способом, иесторокде-й Северо-Востока характерна небольшая глубина горных работ, пеблгшзаяся от 15-20 до Ю0-150м. Большая часть пластов л эсавдих пород разбита трёщднаня, заполивннь&з льдом или илисто-ингастым материалом. Естественная температура горных пород г-'ус 2*6°С.

5, Месторовдения характеризуются значительным развитием геологических нарушений и реэкоменяющимися на небольших по протяженности участках (Южно-Якутские месторовдения) мощностями угси ных пластов.

Преобладающие типы нарушений - надвиги, сбросы, взбросы. Для всех нарушений можно выделить ряд общих особенностей: а)вертикальные амплитуды смещения нарушений увеличиваются с глубиной; б) мощность перемятых пород кровли и почвы ь зоне нарушения, как правило, увеличивается с возрастанием амплитуды смещения; в) геологические нарушения с амплитудами смещения менее 2,0м затухают в чределах выемочного участка, а остальные простираются по всему шахтному полю.

2. Исследования работоспособности механизированных крепей.

Если в центральных угольных бассейнах страны методическое обеспечение исследований взаимодействия системы крепь-порода достаточно хорошо отраоотано, то в условиях многолегнемерзоого горного массива эти вопроси до настоящего времени в достаточной степени не изучены.

Разработанная методика /21/ предусматривала проведений комплекса исследований по взаимодействию механизированной крепи с окружающей средой:

-крепь - вмещающие породы;

-гидросистема крепи - температура горной Еыработки и вмещающих пород:

-крепь - мощности угольных пластов.

Обрушение мерзлой кровли на угольных шахтах Северо-Востока (шх.Сангарская, Днебарики-Хал, Анадырская, Беринговская, Кадык-чанская) происходит с образованием породных консолей за режущим радом крепи длиной нередко до Ю-12 м. При первичных осадках кровли в средней части лавы величины её смещения могут достигать 400-500ш, при вторичных абсолютная величина смещения значительно нпке, а мезду вторичны:,!!: осадками, при периодическом обрушении непосредственной кровли, достигает 25-30 ым.

Зависания консолей кепэкрея'сегнко» кроили сопдтг предпо-

сылки к внезапному ее обрупению на значительных расстояниях по длине лавы. Такое обрушение сопрововдается, как правило, воздушными ударами я постоянно выводит из с*роя ограждения крепи. Средний объем обрушаквдхся блоков на пх. Джебаракн-Хая --3-4м3, на их. Анадырская - 4-5мЗ.

Массовые повреждения ограждений секций крепи объясняются звоеобразяем механизма обрушения мерзлой непосредственной кров-та. Слоистая кровля обруоается, отделяясь от массива по простоям льда, связывающим слои до достижения критических площадей обнажения (Шувалов Ю.Д., 1972).

Ьроднке блоки, отслаиваясь, обрушаются на уже упавшие, а так :а:; поверхность тех к других покрыта льдом, то они с,двигаются : забою и-взаимодействуя с крепью, наносят последней значительно повреждения /17, 26, 39/.

Нагрузки на крепь в рассматриваемых условиях относительно не-еяики(табл.Б) и эксплуатируемые механизированные крепи по фак-ору нагрузок удовлетворяют условиям применения. Исключения сос-авляют первая посадка кровли и переход лавами подготовительна выработок. Это требует специально разработанных мероприятий.

Таблица 5

«та, гаст

Тип Место крепи замера" в лаве

Нагрузка на крепь, кН

•»к п

так

средние

♦

¡жебащки-Хая"

аст Первый+

торой М-87 Низ 60-100

гео юо-но

4.80-550 Г40-1Ю

270-3-30 16-120

170-320 120-200

Середина 80-90 Верх 60-£0

аст Верхний 2М-81Э Верх чадырская

ювной Ы-81Э Середина 90

420 130 650 290-320

)истый П М-8ГЭ ■ Низ

к В качестве рабочей яидкости в период наблюдений в крепях ¡менялись индустр'.мьн^з масла ¡1-12, И-12Л.

В связи с отим бал предложен следувцга способ управления пер-вйчной посадкой основной кровли: при достижений величины продельного устойчивого пролета основной кровля (принимаемого по данным практике) осуществляется разворот лавы Ь плоскости Пласта на 25-30° с тем, чтобы На одной ез её частей образовался критический пролет. Обруиениэ в этом случае происходи? па отдельных участках лавы к значительно сокращает негативные, последствия 'на крепь от обрушившихся пород. При небольшх глубин«« -20-50 и значительных обнажениях основной рровлк (.3000-4000м2)' производится её прин дательная посадка, для чего с поверхности пробуривается линия сквогзк под углом 25-30° к линии сабоя. Проведенные такта образка принудительные поссдеш основной кровли' на шахта?: "Дкебарикв-Хая" к "Анадырской" показа),я удовлетворительные результаты „/27/.

Д.чя создания прочной опоры по Периметру, мерзлой плиты, облег-ч&ЕГчеЙ её обруа-еггость, сопрдаэние штреков с лавой следует крз-органной крзпьэ.

Особенное«?«: взаимодействия керзльге пород с крепьы требуют разработка празиломых методов оцзн::.-, диктаз^зских нагрузок на ■ крзпь.

Дииаинчьсниз нагрузка кй огравдбгшя креик с заьальноЯ стороны 'оценена, исходя из схем ьэьвыодеастекя кропи с оородьин кровли, приведенной на рас.3./12,13/.

И"

/Р .

иш

Рис.3 Схема расчета-дцвгмических нагрузок на ограладенкя м^ханизйрованной крепи.

В соответствии с принятой схемой обр/пенил, Сез больно;"; погрешности, считая среду упругой, можно пренебречь потерей кинетической энергия свободно падающего олока, идущей на деформирование ниаелехавдх блоков, т.к. она не изменит своей величины, а изменится лишь направление движения блока и, вследствие трэ-няя, скорость движущегося блока окакется несколько ниже, чем при простом равноускоренном его скольжении. Принимая подпружиненный оградительный, элемент секции получено следушео шраяе-ннз для расчета динамической нагрузки от упаваего и соскользнувшего, в сторону забоя породного блока на оградительный элемент /14/: / 77 '

~ 4 П!

— \ I

48 ВУ^п ((- У ) ]

•Ц [ ¡92Ж пА^/Л

где М - масса породного блока; Е-модуль упругости материала крепи; Э -момент инерции ограждающего элемента; Ы. -диаметр проволоки амортизационной пруяииы: И - количество секций ■крепи, с которыми взаимодействует обрушившийся породный блок; Л/ -высота падения блока по нормали.к плоскости пласта; £ ■-коэффициент трекая льда по льду; Д -диаметр витка пружины; Л/ -число витков' пружинную' коэффициент Пуассона; ¡'о - масса секции- крепи.

Опыт эксплуатации механизированных крепей на шахтах Северо-Востока показа,!!, что теллозсй режим очистных .забоев оказывает существенное влияние на управляемость секциями крепи, а следовательно в на скорость крапления лавы.(Рис,4). Это влияние обусловлено естессвешпаг тепловым режимом очистных забоез и применением в качестве рабочих ээдкостей гидрскрег&й минеральных насел, существенно меняющих свою вязкость при колебаниях '.температуры воздуха в очистных забопх/5,14,18,21,25/.

• Расчеты показыэаат, что производительность механизированного комплекса, в этом случав снижается на 16-22$.

Кроме того применение■индустриальных масел в качестве рабочих кидкостей'увеличивает покароопасность горного предприятия и снижает надёжность работы уплотнений и гидроблоков секций крепи /5/.

Рис.4. Изменение скорости рабочих операций по длине лавы при температуре воздуха на уровне почвы (а) и в I и от почвы(б).

Анализ деформаций элементов разгрузочных и предохранительных клапанов, вышедших из строя, показал что 67% седловин ра; грузочных клапанов имеют каверны седла; 8,2$ - механические повреждения; 11,855 вдавленные в седло металлические частицы. 2555 предохранительных клапанов имеют механические повреждена: седла. .

При принятом в настоящее время конструктивном исполнени секций крепи М-87, УШ1, МК, ЫКЭ и др. не исключается влияние мерзлой почвы пласта на температуру рабочей жидкости в стоеч ных гидроблоках секций, из-за их расположения практически на основании секции. Действенной мерой, позволяющей снизить вли ние отрицательных температур почвы на гидроблоки, является теплоизоляция оснований секций из стеклопластика и ударопроч ного полистирола./I/.

Частые простудные заболевания горнорабочих, затрудненное применения орошения и потеря мехкрепью скорости передвижения её элементов в лаве потребовали перевода очистных забоев на положительный тепловой режим /Скуба В.Н., 137СД974/. /34,

41/. Нами предложена методика /29/, позволяющая рассчитать мощность калориферной установки в очистном забое, исходя из зледующих условий:

1. Источником теплого воздуха является электрокалорифер, который, для исключения потерь тепла на прогрев пород в воздухо-юдающей выработке, располагается в непосредственной близости )т лавы (10-15м).

2. Через калорифер- проходит часть общего количества воздуха, тоступающего в лаву, которая ограничивается производительностью зентилятора, установленного в калорифере.

3. Воздух, поступающий в лаву, получает тепло от калорифер-юй установки и трубопроводов (оросительного и магистрального завизированной крепи).

Для выбора мощности калорифера в различных горно-геологичес-:их и геокриологических условиях разработана номограмма /29/.

Специфические условия эксплуатации механизированных крепей отрицательные температуры горных пород и воздуха в забое; при-[енение индустриальных масел и связанная с этим повышенная по-;ароопасность и заболеваемость горнорабочих) поставили задачу зыскания новых методов повышения безопасности, работоспособнос-и и эффективности их работы в условиях многолетней мерзлоты.

В соответствии с этим была разработана, испытана и внедрена езамерзадаая жидкость на основе этиленгликоля. Это является льтернативным решением проблем, возникших в настоящее время ри эксплуатации мехкрепей и позволяет исключить те отрицятель-ые последствия, которые возникают при применении водомасляных мульсий и индустриальных мзсел/Ю/.

Разработанная жидкость характеризуемся высокими технологи-эскими и технико-экономическими свойствами: антикоррозионнос-ью, стабильностью состава при высоких давлениях и цикличном змпературном воздействии; смазочной способностью; нескяанна к знообразованию, обладает хорошей совместимостью с конструк-яонными материалами узлов и агрегатов мехкрепей; защитно-кон-зрвационными свойствами и относительной дешевизной.

Сравнительные исследования работоспособности ме'ханизирован-¿х крепей на индустриальном масле Й-12А и на новой жидкости в :ловиях угольных шахт зоны многолетней мерзлоты позволили по-

лучить следующие результаты:

-средняя скорость распора гидростоек вьгае на 34£; -средняя скорость снятия распора выше на 47; • -среднее время срабатывания гидродомкратов передвижки лавного скребкового конвейера на 24%,меньше, чел при рабо те крепя на масле (Рис.5).,

Применение новой жидкости лозволигэ обеспечить высокую раб тоспоеобность крепеП в диапазоне температуры воздуха в лавах от положительной до.. -Ю_°С

•Ц°С ' __.-

70

60

50

АО

/ г

а _

/ 5 •

Цм

О 20 40 60 60 100 120 МО Рис.5 Время передвижки ( ^n) секций крепи 2М-31Э

работающих на маме (а) и на новой жидкости(б) исключить просадки гидростоек; перемерзание гидросистемы; повысить скорость передвижения крепи; снизить потароопасчост и расход резино-технических изделий.

Процесс выбора механизированных крепей в конкретных горно--геелогических условиях мокет быть проанализирован на осьове

г4

¡стемного подхода. В этом случае наследуемый объект или процесс система) представляется как единая взаимосвязанная совокупность зставлявди.т его звеньев(подсистем).

Еаддая такая подсистема рассматривается как определенный :кн;есс преобразования сходных данных в выходные, а внутренняя груктура элементарной подсистемы не раскрывается.

Такой способ построения мкоговариантных моделей позволяет 1 счет выбора опрэделонпцх подсистем учитывать при анализе гальпих объектов большинство их существенных характеристик и ■ шимоссязи.

Для создания оптимальной системы управления процессом выбора «авизированных крепей необходимо построение модели (системы) ютаточно полно отражающей структуру, процесса. В то не время 1зработка совершенно точной, детальной модели, исчерпывающе шсывавщей моделируемпй процесс, привела бы к значительные )удностго„< её анализа.

Весь процесс задается совокупностью моделей, описывающих его точки зрения различных степеней деятельности. При этом звено, торов являлось подсистемой в модели более высокого уровня об-остк, оказывается системой в более детальной модели.

Предлагаемая системная модель показана на рис.6.

Рис.6. Система взаимосвязи составляющих процесса выбора механизированных крепеЯ.

Определение оптимального типа механизированной крепи дач коп-

кретных условий производится с помощью матрицы влияния семейс факторов (2-6) на базовые показатели крепи.

3. Рекомендации по повышению работоспособности механизированных крепей.

Угольные месторождения Северо-Востока СССР отличаются бол! многообразней горно-геологических и геокриологических условш' поэтому настоящие рекомендации носят обобщающий характер и ш правлены, главным образом, на повышение работоспособности ме: низированных крепей на наиболее перспективных для разработки месторождениях Ленского, Южно-Якутского бассейнов и Чукотки (Сангары, Ддебарики-Хая, Чульмаканское, Денисовское, Кабакти ское, Анадырское, Беринговское и др.).

I. Угольные пласты Северо-Востока рекомендуется эксплуати вать при положительном тепловом режиме шахтной атмосферы в ц лоы, а где это невозможно по организационным или техническим причинам - при положительном тепловом режиме очистных забоев что ускоряет процессы управления крепью, повышает производительность механизированного комплекса на 16-20% и снижает пр тудную заболеваемость горнорабочих.

Параметры теплового режима очистного забоя предлагается с ределять по разработанной методике/29/ в соответствии с теш физическими характеристиками горных пород, мощностью пласта и величиной свободной зоны за крепью.

Использование локального подогрева воздуха в очистных заС шахт "Джебарики-Хая", "Анадырская" с помощью, злектрокалорифе ров позволило получить удовлетворительные результаты/1/.

2Л1арушенность угольных пластов и интенсивная трещинова-тость горных пород оказывают существенное влияние на эффект! ность очистной выемки угля/22/. Эти факторы необходимо учит* вать при выборе направления ведения горных работ. Для Чульм! канского месторождения при отработке выемочных столбов по п] тиранию пласта угол встречи очистных забоев с геологическим! нарушениями равен 50-60°, а с трещинами - около 25°.

Поскольку направление трещиноватости угля в обоих случая: диагональное по отношению к линии очистного забоя, то для месторождения при его отработке наиболее рационально ведени* горных работ по простиранию угольных пластов. Такая ориента

я выемочных полей' создает благоприятные условия для управле-я горным давлением в очистных забоях и обеспечит угол встро-нарупения 20-30°. Как показал опыт перехода нарушений механн-ровапньми комплаксами/11/, контакт лавы с нарушением будет «исходить на ограниченном участке длиной 8-Юм, а снижение грузки на забой в этот период будет незначительным.

3.Выемочные столбы рекомендуется отрабатывать механизирован-ми комплекса!,!и без оставления межстолоовых целиксв, что позлит дополнительно добывать 10-125? угля при выемке одного стол, длиной 1000м и шириной 200м. Крепить охраняемые выработки едует крепью с податливостью не менее 150-20Смм. В качестве ковой наиболее приемлемы комбинированная крепь: рамная со ангозой, показавшая удовлетворительные результаты при применим на ряде угольны: предприятий в различных горно-геолоГи-ских условиях шахт Севера/35,42/.

4.Для месторождений с резкоменязощейся-мощностью угольных ютов рекомендуется новый параметрический и типоразмерный • д механизированных крепей с повышенной гидравлической раз- • ижностыо. Применение таких крепей по сравнению с серийным« Южно-Якутском угольном бассейне позволит снизить потери угля

5-7%.

Для работы в условиях многолеткемерзлого горного массива к заменяющихся мощностей угольных пластов предлагается создать вую механизированную крепь поддерживающего типа (см.таЗл.З) рвлетворяющую следующим требованиям /1,2,3,9/: граадение крепи с завальной стороны(ограздающий элемент) дол-о ввдерживать нагрузки от ударов обрушившихся породных бло-з не менее 2-ЮбЛ;

снование секции крепи должно быть теплоизолировано, т.е. ис-лючать влияние мерзлых пород почвы и кровли пласта на вяз- . стные свойства рабочей жидкости гидросистемы крепи. Толщина лиуреатановой теплоизоляции 45-50 мм;

5.При эксплуатации механизированных крепей 6 зоне много-тней мерзлоты рекомендуется применять для гидросистем крепей зработанные испытанные и знедренные на шахтах ГО "Якутуголь* • замерзающие пожаробезопасные эмульсии./10/,

Количество'компонентов в жидкости следует выбирать в соотве ствии с учетом объема гидросистемы коыплексов(табл.б) и коли* . твои этиленгликоля в зависимости от температуры заыерзаът.я (табл.7).

Таблица б

Состав эмульсии Тип !.:еханлзирова> -ноГ; крепи

';!-87Э 2' ,{-81Э

Длина лазы, »

100 200 100 200

Количество эмульсии в гидросистеме крепи, л 2170,0 4340,0 3360,0 6760,0

в т.ч. вода(74,5£) 1638,4 3275,3 2551,9 5103,8

Этиленгликоль(1Ъ%) 499,1 933,2 777,4 1554,8

Присадка ЬШИНП-П7(1,5Й) 32,5 66,5 50,7. 101.4

Таблица 7

Температура замерзания -2 эмульсии,°С . -4 -6 ' -8

Количество

этиленгликоля , % 7,7 15 .,4 23,0 30,8

ЗАКЛЮЧЕН И Е

В диссертация б форме научного доклада изложены научно обо-:ковакные технические и технологические решения, внедрение ко-'орых'вносит значительный вклад в ускорение научно-техничесхо-■о прогресса в угольной промышленности Северо-Восточных регио-;ов насей страны.

Основные научные результаты:

1. Для месторождений Южно-Якутского угольного бассейна еыяв-:ены особенности и количественные характеристики развитой тек-оннческой нарушенное™, влияющей на выбор планировочных реше-ий по раскройке шахтных полей и рациональных-параметров систе-ы разработки(раэмеры выемочных столбов).

Преобяадакхле типы геологических нарушений - надвиги,сбросы, збросы. Вертикальные амплитуды смерзни я нарушений увеличи-аются с глубиной; мощность перемятых пород кровли и почвы в оке нарушения увеличивается с возрастанием амплитуды нарупе-ия; нарувения с амплитудами смешения менее 2.0м затухают пределах выемочного столба.

2. Оценен характер изменчивости косности угольных пластов рименительно к использованию механизированных крепей в усло-иях Южно-Якутского угольного бассейна, где запасы угля в цепочных столбах с колебаниями мощности пласта от 30 до 50й оставляют 75-80^ от общих запасов в пластах средней мощности, босновано рациональное значение коэффициента гидравлической аэдвинности механизированных крег.ей, равное 2.5, обеспечивао-эе существенное снижение эксплуатационных потерь угля в кедах по фактору "мощность пласта".

3. Выявлен характер обрупения кровли при разработке угольях пластов механизированными комплексами в условиях отрицз-зльных температур вмещающих пород, установлены параметры общающихся породных блоков и динамические нагрузки на огради-5льныз элементы секций крепи, которые могут достигать 2'10С'Я.

4. Установлены зависимости скорости крапления очистного за-)я механизированной крепью> от теплового режима забоя и от зойств стандартных и специально разработанных рабочих жидкостей.

Новые рабочие жидкости весьма незначительно меняют свои вязк тные свойства с понижением температуры окружающей среды, что позволяет суцественно повысить скорость крепления забоя и сн зить простои добычного комбайна по этой причине.

5.Разработана многовариантная модель Еыборч механизирован ных крепей для угольных месторождений Северо-Бостока СССР,гд процесс выбора задается совокупностью подсистем, списываэдих его с точки зрения различных эксплуатационных условий¡опреде ление оптимального типа механизированной крепи для конкретны условий производится с помощью матрицы влияния семейств факт ров ка базовые показатели крепи.

Основные практические результаты:

I,Разработан способ первичной посадки мерзлой кровли с раз воротом линии очистного забоя относительно монтажной камеры на 25-30°, обеспечивающий обрушение кровли по длине лавы пос довательно участками по 10-12м, что не.вызывает значительных повревдений секций крепи.

2.Обоснованы рациональные параметры выемочных столбов(дань 1000м и ширина 200м) и направление выемки угля в зависимости частоты и амплитуды геологических нарушений и от трещиноватс ти горного массива.Оптимальный угол встречи Очистного забоя нарушением 20-30°.

3.Разработаны паспорта крепления подготовительных вырабоч с применением комбинированной крепи(рамной и анкерной),o6eci чиващей податливость до 200мм и нормальное оостояние еырабс ток в течение всего времени эксплуатации.

4.Разработана методика и на её основе расчитано 12 вариа! тов параметрических и типоразмерных рядов механизированных крепей, с высокой степенью гидравлической раздвижности(от 2А до 2.9), что обеспечивает снижение потерь угля при очисткой выемке до нормативных значений(5-7£).

5.Обоснованы предложения по созданию новой гидравлическо! механизированной крепи поддерживающего типа для условий уго. ных месторождений Северо-Восточных районов страны с усиленш огравдающим элементом.расчитанным на .динамические нагрузки i

энее 2-10%, с теплоизолированным основанием секций и повышений гидравлической раздвижностьв (Кр=2,5).

6.Обоснованы рациональные технологические решения выемки сольных пластов механизированными комплексами с регулированием змпературных условий в очистном забое.

7.Разработана методика расчета мощности калориферов для ло-хльного подогрева воздуха в очистных забоях, учитывающая агре-зтные переходы влаги в мерзлых породах.

8.Разработана методика исследований, испытана и внедрена на ахтах ГО "Якутуголь" незамерзающая пожаробезопасная жидкость

1я гидросистем крепей, обеспечивающая их эффективную и безопасна эксплуатацию б условиях отрицательных температур горного . 1ссива(увеличение скорости крепления лавы на 23£ и повышение 1грузки на забой на 16-18$).

Экономический эффект о внедрении результатов исследований на жтах ГО "Якутуголь" и "Сэверовостокуголь" составил 374 тыс.руб.

ОСНОВНЫЕ ГОЛОШЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ В ФОРМЕ НАУЧЮГО ДОКЛАДА ОП/БЛШЮБАШ Б СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1.Викулов М.А., Скуба В.Н., Слепцов А.Е. и др. Рекоменда-¡и по повышению эффективности применения механизированных )епей в условиях многолетней мерзлоты.-Якутск: Я-3 СО АН СССР, >83.-65 с.

2.Викулов М.А., Скуба В.Н., Слепцов А.Е. Пути соверйенство-1ния механизированных крепей для условий шахт Севера// Воп->сы горного давления -Новосибирск: ИГД СО АН СССР. 1983, -

ш.41. Адаптивность механизированных крепей с.20-23. s

3.Слепцов А.Е. ,Викулов М.А., Нилус Ю.А. К вопросу о' кон-'руктивном совершенствовании механизированных.крепей для ус-|вий шахт Севера.// Горное дело и цветная металлургия, Мага-ih: ВКИИ-1. 1984.Секция 2: Комплексное развитие производа->лышх сил Магаданской области до 2000г. с.24-29. ■

4.Викулов М.А., Скуба В.Н., Ki.-ржнер Ф.М. Комплексная меха-:зация на угольных шахтах Севера-Востока// Добыча угля поджим сяособом-М: ЦШЭУголь, 1983, !,"4 с.11-12.

5,.15чкулов ¿i.A., Латыпов 2.М. Исследование проявлений гор-го давления при отработке пласта на шахте "Дкзбарики-Хая"

Работоспособность гидрофицированных крепей п условиях

многолетней мерзлоты. - Новосибирск: Наука СО. 1988.. с.50-5-

6. Ёикулок H.A., Латыпов Ф.М., Киржнер Ф.М. Развитие koi плексной механизации на шахте "Дяебарики-Хак" Колыма,Магада ■1985, PI-2, с.22-24.

7. Черский Н.В., Бычев М.И., Викулов '.i.A. и др. Перепек •яквы развития добычи и переработки углей в Вшо-Якутском уг ■ном бассейне и на Кангаласском угольном месторождении -Якут Я2 СО АН СССР. 1988, 31 с.

S. Киржнер Ф.М., Викулов М.А., Ефремов А.П. и др. Работ способность и эффективность комплексной механизации на шахт Беринговская - Якутск: БНГЙ ЯФ СО АН СССР. 1982, с.9-11.

• 9.Викулов М.А., Киржнер Ф.М., Скуба В.Н. Типоразмерный •ряд механизированных крепей для условий Южно-Якутского угол го бассейна // Совершенствование подземной разработки место дений Крайнего Севера -Якутск: Я5 СО АН СССР, 1982. с.44-49

10. Лосп И.Н., Слепцов В.П., Викулов U.A. и-др. Инструкц по применению пожаробезопасной незамерзающей жидкости ЮР£-для гидросистем горного оборудования на шахтах Севера-Яку.тс ЯНЦ СО АН СССР, 1990, 61 с.

•II. Викулов М.А., Киржнер Ф.М. Характеристика нарушенное угольных месторол дений Северо-Востока СССР// Технология раз ботки нарушенных пластов. -Якутск: Я5 СО АН СССР, 1983,с.16

12. Скуба В.Н., Викулов М.А., Киржнер S.M. и др. Разрабо 'угольных месторождений Северо-Востока с применением механиз

ванных крепей // Колыма, Магадан: 1983, №3, с.16-20.

13. Викулов М.А. Учет динамических нагрузок на механизму ванную крепь при отработке угольных пластов в условиях мног летней мерзлоты // Повышение эффективности ведения работ в ловиях Севера, Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1982, с. 29-33.

14. Викулов М.А., Скуба В.Н., Слепцов A.S. Исследование ботоспособности механизированных крепей на угольных шахтах области многолетней мерзлоты// Вопросы горного давления. Не сибирск: ИГД СО АН СССР, 1981 - вып.39: Механизированные к{ нового технического уровня, с.22-25.

15. Викулов М.А., Скуба В.Н., Слепцов A.S. к др. Пробли использования механизированных крепей на шахтах Сзгеро-Всс! СССР//Уголь. 1281. ."4, с.20-28.

16. Условия эксплуатации месторождений твердых полезных ис-паемых Крайнего Севера. Скуба В.Н., Авксентьев И.В., Бику-

в М.А. и др. -Новосибирск: Наука СО, 1982, 145 с.

17. Управление кровлей на шахтах области многолетней мер-оты Слепцов А.Е., Скуба В.Н., Викулов М.А. и др.-Новосибирск, ука СО, 1931. 115 с.

18. Викулов !i.A. Эксплуатация и ремонт горного оборудова-я. - Якутск, ЯГУ 1989, 99 с.

19. A.C. И160778 МНИ Е21Д15/44 Стойка шахтной крепи, епцов A.S., Розенбаум U.A., Викулов U.A., Кругликов B.II.

20. Киржнер Ф.И., Викулов ¡i.A. Экономическая эффективность вменения механизированных крепей повышенной раэдвишости в но-Якутском угольном бассейне // Разработка местороздений резных ископаемых Крайнего Севера - Якутск: СО АН СССР. 30, с.53-56.

21. A.C. 1Г-1204721 Ж! Е 2IC 41/04 Способ подготовки между-, астья при разработке сближенных пластов угля. Васильев П.Н., ржнер Ф.М., Викулов М.А., Уманцев Р.З. - Опубл. 23.07.85.

и. л'27.

22. Викулов М.А. Исследования и рекомендации по повышению $ективности применения механизированных крепей в условиях эголетней мерзлоты. Автореф. кан.дисс. Новосибирск: ИГД СО

СССР, I9S0, 20 с.

23. Киржнер , Скуба В.Н., Викулов М.А. и др. Методичес-; указания по переходу геологических нарушений механизирован-ш комплексами на угольных пахтах Якутской АССР и Магадан-

)й области. -Якутск: © СО АН СССР, i960, 46 с.

24. Сенук Д.Я., Викулов ¡.I.A., Слепцов А.Е. Охрана подгото-гельньтх выработок при бгсце.тиковой выемке угля в условиях

v.j.ой мерзлоты// Колька, .'¿агадан: 1980, НО, с.27-29.

25. Кир.т.кер S.M., Викулов H.A., Скуба В.Н. Оценка эффектив-;т'л применен'!«. механизированных крепей в условиях Юкно-йкут->го уголы;ого бассейна // Вопросы горного давления - Ново-шрск: ИГД СО АН СССР, 1930-Вып.38: Взаимодействие механизи-¡аниых крепей с боковыми породами с.£4-37.

26. Викулов НА., Слаппог А.Е., Скуба В.Н. Результаты не- . даваний работоспособности механизированных крепей на уголь-

ннх шахтах Сегяра // Вопроси горного давления.-Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1979. Вып.-37: Горномеханическое обоснование параметров механизированных крепей, с.59-62.

27.Слепцов А,Е., Викулов М.А. Управление посадкой ochoehi кровли в очистных забоях угольных шахт Северо-Востока-Якута БНГИ Я1< СО АН СССР, 1979, с.3-5.

2В. Викулов 1,1.А., Выбор типоразмеров механизированных кр для Чульмаканского угольного месторождения -Якутск: Б1ГТИ Я$ АН СССР, 1978, с.16-19.

29. Викулов М.А., Киркнер З.М. Результаты экспертной сце вопросов проектирования Чульмаканского угольного месторожде // Добыча угля подземным способом. -М: ЦНИЭУголь, 1978, Кос. 11-14, 12-15.

30. Викулов М.А., Галкин А.<5,, Слепцов А.Е. Методика bj6 калорифера для механизированных забоев угольных шахт Севера Физико-технические проблемы разработки месторождений пoлeз^ ископаемых Крайнего Ссвера-Якутск: Ш> СО АН СССР, 1978. е.] -117.

31. Викулов !<1.А. Некоторые результаты исследований работ способности механизированных крепей в зоне многолетней мер: ты // Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых Крайнего Севера-Якутск, Я3> СО АН СССР,: с.87-92.

32. Викулов U.A., Киржнер Ф.М., Шиков В.В. Условия разр ки угольных месторождений в зоне многолетней мерзлоты// По, земная разработка месторождения в условиях вечной мерзлоты -1.1: Недра, 1976 , 6-25 с.

33. Викулов 1.1.А., Боровитин М.П., Киржнер 5.М. Применен механизированных комплексов на угольных месторождениях Яку // Уголь, 1976, Ж с.35-36.

34. Викулов М.А., Киржнер $.!;<!. Рациональное расположен« выемочных столбов на Чульыаканском угольном месторождении Технология добичи угля подземным способом.-М.ЦНИЭИУголь, 1975, Г12 с.17-19.

35.Викулов Ы.А., Киржнер Ф.М. Некоторые результаты изуь условий разработки угольных месторождений Северо-Востока / Исследования по физико-техническим проблемам Севера-Якутс! Я'5 СО АН СССР, 1975, с.3-8. .

36. Плеснивцев'B.B., Скуба В.Н., Викулов М.А. и др. Исследования устойчивости выработки, сопряженной с отработанным пространством,' в условиях многолетней мерзлоты// Технология добычи угля подземным способом. Ы.ЦНИЭИУголь, 1975, ¡"6 с.14-15.

37. Викулов М.А., Киржнер Ф.М., Первенцев И.П. и др. Применение комплексов -важный фактор увеличения угледобычи на шахтах Северо-Востока// Исследования и рекомендации по совершенствованию разработки полезных ископаемых Северных и Восточных районов СССР.-Якутск: Я5 СО АН СССР, 1974, ч.П с.73-80.

38. Скуба В.Н..Викулов М.А., Киржнер Ф.М. Экономическая эффективность применения механизированных комплексов на угольных шахтах Северо-Востока СССР// Исследования и рекомендации по совершенствованию разработки полезных ископаемых Северных и Восточных районов СССР -Якутск: ЯФ СО АН СССР.1974,ч.П с.85-86.

39. Слепцов А.Е., Скуба В.Н., Викулов М.А. Характер обрушения мерзлых пород в призабойном пространстве лав на моделях.

// Технология добычи угля подземным способом -М: ЦНИЭИУголь. 1973, №в с;22-24.

40. Викулов H.A., Киржнер S.M., Скуба В.Н. и др. Технико-экономическая оценка эффективности применения механизированных комплексов на шахтах Северо-Востока // Технология добычи угля подземным способом. -М: ЦНИЭИУголь, 1972, №11 с.18-21.

41. Викулов М.А., Скуба В.Н., Слепцов А.Е. и др. Оценка гор-но-геолог'ическкх условий разработки месторовдениХ Северо-Востока // Технология добычи угля подземным способе:?. -',': ЦНИЭИУголь, 1972, №10. с.28-29.

42. Скуба В.Н., Викулов М.А. Пути совершенствования разработки полезных ископаемых // СО АН СССР "За науку в Сибири", -Новосибирск: 1978, №26(857).

43. Авксентьев И.В., Скуба В.Н., Викулов М.А. Характеристика горных выработок в условиях многолетней мерзлоты//.Креп-пение, поддержание и охрана горных выработок - Новосибирск: -1ГД СО АН СССР, 1979. с.105-106.