автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование эффективных технологических схем выемки крутопадающих сложноструктурных угольных пластов Джергаланского месторождения

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ И МЕХАНИКИ ГОРНЫХ ПОРОД

*' - "•*, На правах рукописи

ЕРНЕЕВ Раиф Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ВЫЕМКИ КРУТОПАДАЮЩИХ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ДЖЕРГАЛАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность: 05.15.02. — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бишкек — 1998

Работа выполнена £ Институте физики н ивханикы горшх пород Национальной Академии наук Кыргызской Республики

Научные руководители: доктор технических иаук

Ялынов Нарииаи Галкмович доктор технических наук Таиибавв Кусбакали Тажибаевнч

Официальна© оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кокогулов Канчибек Чонмуруновнч кандидат технических наук Еотигенов Балкибек 1етигенович

Ведущая организация: Кыргызский горно-металлургический институт ем. У.А.Асаналнева

Защита состоится "29я мая 1998г. • в 9-00 чаоои на заседании Специализированного Совета Д.05.97.60, пра Институте физики и механики горных пород HAH Киргизской Республики во адрзоу: 720815, г. Бишкек, ул. Медерова 93.

С диссертацией нскно ознакомиться в библиотеке

Института физики и механики горних пород ** *

Автореферат разослан " * апреля 1998г.

Учений секретарь Специализированного Совета,

кандидат технических наук^^^^ В.Никольская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Характерной особенностью современного состояния угледобывающей промышленности Кыргызстана является резкое снижение технико-экономических показателей подземной угледобычи, обусловленное сложными горно-гзологическими условиями залегания угольных пластов и увеличением глубины разработки месторождений.

В то же время в перспективе уголь останется одикм «э основных видов топлива в республике и потребность в нём постоянно будет увеличиваться.

Применяемые в настоящее время технологии отработки крутых угольных пластов не обеспечивают необходимого уровня безопас -ности ведения горных работ а сопряжены со значитзльными поте -рями угля. Это объясняется тем, что при отработке угольных месторождений не в достаточной мере учитываются геомеханичэские процессы, протекающие в угольном массива и сложные горно-геологические условия залегания крутых мощных угольных- пластов (изменчивость мощности и угла падения пластов, наруяенность угольного массива, изменение прочностных свойств угля и вмещающих юрод, склонность углей к самовозгорания). В республике такими ¡ложными горно-гаологическими условиями залегания пластов характеризуется больвинство угольных месторождений, в том числе и [нергаланское.

В связи с этим и с учетом возраставаего значения угля, как дного из основных видов твердого топлива, а также требований ыночной экономика, обоснование » совэряэнствование эффективных ехнологических схем выемки угля на крутых угольных пластах ста-оватся весьма актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена з соответствии с плановыми змами НИР Института физики и механики горных пород HAH Кыргыз-коЯ Республики: "Разработать прогрессивные методы добычи угля, гдных и нерудных полезных ископаемых, обеспечивающие рацяонадь-зе использование минерально-сырьевых ресурсов Киргизии" (№ гос. »гистрации 0136012X972, 198б-1990г.г.); "Создание научных основ прогрессивных технологий открытой и подземной разработки руд-ix и угольных месторождений горних регионов" гос. регистра-m 0I360I2I972, 1991-199'4г.г.)$ "Разработка научно-методических

и нормативных положений проектирования и создания технологий рационального освоения месторождений полезных ископаемых горних регионов Кыргызстана в рыночных условиях" (Ш гас. регистра-? ции РК 0000357, 19-95-1997г.г.),

Цель работы заключается в обоснований эффективных технологических схем очистной выемки сложноструктурнцх крутопадавиих угольных пластов на основе использовании закономерностей гво^е-ханических процессов, происходящих в массиве, обеспечивающих безопасность ведения горных работ и, снижение потерь угля..

Задачи исследований:

- установить зависимости изменения прочностнцх свойств угля и вмещающих пород от расстояния до тектонических нарушений;

- установить закономерности распространения.стадионарного и временного опорного давления в выемочных блоках^

- обосновать эффективную технологическую о.хему выемки крутых оложноструктурных угольных пластов, основанной на сиотамэ разработки длинными столбами по простиранию о подэт^жной отбойкой из подконсольного пространства, обеспечивающую безопасность веден«« горных работ и снижение потерь угля щ недрах}

- обосновать возможность применения $ перспектива технологической схемы выемки угля с подэтажной гидроотбойкой.

Основная идец работц состоит в использовании закономерностей распространения горного опорного давления $ каемочных блоках, зависимостей изменения прочностных свойств угля от расстояния до тектонических наруазний и склонности углн к самовозгоранию дл$ обоснования эффективных технологических схем очистной выемки при отработке.крутых сложнротруктурных угольных пластов.

Методы исследований. При равзаии поставленных задач применялся коцплеко методов включавших: анализ н обобщение литературных источников, данных практики и патентной информации; лахтныв исследования; статистическую обработку результатов экспериментов с использованием корреляционного анализа; технико-экономическую оценку эффективности технических решений.

Научные положения, выносимые на защиту: I. Разработка крутопадаючих наруоэннах угольных пластов приводит к перераспределению горного давления вокруг очистной выработки, которое вызывает преждевременное обрушение пород и куполообразо-ванке б кровле, в связи с чем для обеспечения устойчивости обна-

жбний очистному забав придается криволинейная форма, соответствующая пОлуоВоду естественного равновесия, что позволяет повысить безопасность и эффективность работ при очистной выемке. 2. Зоны влияния стационарного опорного давления распространяется по падению пласта на ЗО-'+Ом, а зоны временного опорного давления распространяется по простирании пласта на 50-б0м, поэтому для снижения негативного влияния этих зон по предложенной технологической схеме мощность потолочины с 2м доводят,до 4-5м, а скорость поджигания очистных и подготовительных работ увеличивает до 55-бОм в месяц.

i. Под алиянием тектонических наруиений происходит изменение прочностных свойств угля й вмеваояих пород, что приводит к появлении зон перемятого и разрыхленного угля, поэтому для обеспечения устойчивого состояний подготовительных выработок в выемочном блоке их следует проводить в 10-15м от наруиений в сочетании с дифференциацией типа крепи.

Научная новизна работы состоит в олэдурщеи: ,

- установлены закономерности распространения зон стационарного м временного опорного давления, отражавшие количественные изменения их по падению пласта на 30-40м и по простирании пласта на 50-бСВ}

- установлена закономерности деформирования угольного массива, яаклвчавщиеся в смешениях контуров подэтажных ятрэков, определяемыми совокупным действием стационарного и временного опорного давления о максимальными значениями смешений в местах наложения атих зон, достигавйими 600-700мм;

- выявлены количественные зависимости изменения механических свойств угля н в-еивмх пород от тасетояния. до тектонических наруаеняЯ, отражавшие енгшенвэ прочностных характеристик до 5-8 pas по нерв приближения к твктокнчаскйм разломан*»

- обоснована эффективная технологическая схема выемки угля из под-консольного пространства, характеряэуаваяся устойчивой криволинейной формой очистного забоя н выемкой часта потолочины, что обеспечивает безопасность ведения горних работ в забое и позволяет снизить потери угля.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сходимостьв результатов лабораторных и шахтных исследований с расчетными данными на 80-851 с довври-

тельной вероятностью 90%\ положительными результатами опытно- • промышленной проверки рекомендаций работы.

Личный вклад автора работы, состоит в: обосновании эффективг ' ной технологической схемы выемки угля с подэтажной отбойкой при отработке крутых мощных угольных пластов; разработке способа профилактики эндогенных пожаров в выработанном пространстве; обосновании возможности использования технологической схемы выемки угля;с подэтажной гидроотбойкой; выполнэнии аналитических расчетов по установлении основных технико-экономических показателей технологических решений.

Практическая ценность работы.

1. На основе установленных закономерностей проявлений горного давления и зон их концентрации обоснована технологическая схема выемки угля с подэтажной отбойкой из подконсольного пространства, обеспечивающая безопасность ведения горных работ и сокращение потерь угля на 15$.

2. Разработан новый способ профилактики угольных скоплений в выработанном, пространстве с помощью порошкообразного антилирогена, учитывавший установленную аэродинамическую связь между очистным пространством и дневной поверхностью, позволяющий значительно уменьшить вероятность возникновения эндогенных пожаров (авт. свид. СССР на изобретение М657650).

3. Обоснована возможность применения в перспективе на шахте "Джергалан" технологической схемы выемки угля с подэтажной гидроотбойкой, котора'я обеспечит снижение себестоимости добычи угля в 1,5 раза, повышение обьема добычи на аахте в 3,0 раза,.производительность труда рабочих по добыче в 2,5-3,0 раза и сокращение потерь /гля в 2,0 раза.

Реализация результатов работы. Рекомендуемая технологическая схема очистной выемки крутых мощных пластов угля прошла опытно-промышленную проверку и внедрена на шахте "Дкергалан", результаты которой показали, что использование разработки позволит снизить потери1угля в недрах на 15%, уменьшить вероятность возникновения эндогенных пожаров и получить экономический эффект в размера ПО тис. сомов в год. Тохнико-экономическое обоснование применения гидротехнодогии на вахте "Джергалан" одобрено и принято к внедрению на-техническом-совещании ПО "Средазуголь". •

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались и

б

были одобрены на первой конференции молодых ученик ИФиМГП HAH KP (Фрунзе, 1987г.). на научно-техническом совещании ПО "Средаз -уголь" (Ташкент, 1988г.), на техсовете ГАО "Джергалан" (п.г.т. Джергалан, 1997г.), на научных семинарах и секции Ученого Совета Института физики и механики горных пород HAH Кыргызской Респуб-дики(Биикек, 1993-1993г,г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 работ, в том числе 3 авт. свид. СССР на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, приложений и содержит 171 страницу машинописного текста, 13 таблиц, 41 рисунок и список использованной литературы из 121 наименования.

Автор работы выражает искреннюю признательность кандидату технических наук Гриаину В.Х., научным руководителям, докторам технических наук Ялымову Н.Г., Тажибаеву К. Т. за научно-методическую помощь при выполнении работы, а также академику HAH KP Айтматову И.Т., доктору технических наук, профессору Дронову Н.В., доктору технических наук Шкуриной К.П., кандидатам технических наук Бучневу В.Ф., Минакову В.В., Хафизову Ö.C., работникам ГАО "Джергалан" за оказанную помоць, поддержку и содействие при выполнении данной работы.

■ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОМ.

Анализ современного состояния проблемы разработки модных и средней мощности крутых угольных пластов показывает, что отработка таких пластов повсеместно представляет больаув сложность к сопряжена с высокой опасностью и трудоемкостью ведения очистных работ, что в первую очередь объясняется применением недостаточно эффективных систем разработки и надежных средств механизации выемки угля. Наиболее распространенные системы разработки, применяемые на угольных вахтах стран СНГ для отработки крутых мощных пластов угля (дитовая, длинные столбы по простиранию с подэтажной отбойкой, комбинированная с гибким перекрытием), в том виде в котором они используются, но в достаточной нерв отвечает современным требованиям безопасности и сопряяени со значительными потерями угля в недрах.

В целом, анализ исследований, выполненных в рассматриваемой области показывает, что к числу перспективных направлений разви-

тия высокоэффективной выемки крутых угольных пластов относятся:

- совершенствование систем разработки длинными столбами по простирании с подэтаяной отбойкой угля;

- для тектоничооки нарушенных-участков угольных пластов перспективными являются системы разработки, обеспечивающие ведение очистных работ без присутствия людей в очистном забое;

- одним из наиболее прогрессивных направлений угледобычи подземным способом является гидротехнология.

Анализируя и оценивая состояние научных разработок рассматриваемо й проблемы, следует отметить, что наибольший вклад в ее развитие внесли академики В.В.Ржевский, Л.Д.Шевяков, ведущие ученые А.С.Бурчаков, А.М.Курносов, К.А.Араашев, А.А.Борисов, Ф.Н.Воскобоев, Л.П.Томашевский, А.Л.Килячков, М.В.Курленя, ИЛ. Черняк, Н.С.Арсенов, И.А.Архипов, Р.А.Бирюков, Р.В.Буткевич, Е.А Дымченко, Е.А.Ельчанинов, В.В.Ламброи, С.П.Кузьминский, Г.П.Калинин, В.X.Гришин и др.

Однако, еыполнонныо научные исследования в основном были проведены для ведущих угольных бассейнов стран СНГ о относительно простыми горно-геологичзоккми условиями залегания угольных пластов. Поэтому ряд важных аспектов данной проблема не нааол пока своего достаточного развития, особенно для угольных месторождений Кыргызстана. В частности, на удалялось долсиого внимания исследованиям, напрвленным на'довивание эффективности технологических схем выамки угля в сдоаных горно-гаологичеоких условиях, каковыми являются условия разработки пластов Дкэргаданс-еого месторождения.

ils всего этого следует,' что разработка и совэряенствованио .технологических схеи выемки крутых модных угблышх пластов (применительно к Джергаланскоку месторождение) долгий базироваться на комплексном изучении физкко-мэханйчаских свойств угля и вмещающих пород, тектонической нарунениостн, проявлений горного давления, с/лонности угля к самовозгоранию.

Для получения количественных данных физико-механичоских свойств угля и вмещающих пород бил использован известный эко-прэсс-кетод опрзделония механических свойств на образцах с помощью прибора-пробника БУ-Э9. Пробы угля и пород были взяты в забое блока и в очистной каморо штольни Туз-Суу, Запарафини-рованаыз прсби били доставлена в Й^кМГП HAH KP, где в лабора-

горных условиях по стандартным методикам.и определялись физико-механические свойства угля и пород.

Экспериментально установлено, что механические свойства образцов угля и пород шахты "Джаргалан" имеот довольно высокие по-сазатели предела прочности на сжатие «22-29 НПа), что поэво-1яет отнести уголь (по этому показателе) к категории прочных, а вмецаищие породы (с <г* *30-52МПа) к категории средней крепости.

Исследованиями по изучение влияния тектонических нарунений [а прочность угля установлен« зависимости изменения прочности^:; звойств угля в т»йо:;о тэ»тонических нарушений, которые указываот 1 значительное снижение Св 5-8 раз) прочности угля по мере приб-шаеняя к тектоническим разрывам, где прочность на сжатие состав-тэт 2,8-5,5 МЛа, а на разрыв - 0,06-0,25 МПа (рис.1).

рис. I. График изменения прочности угля на разрыв по.длине прокатрека $2 (блок И, вахта "Джергалан") .

С цеяьв установления закономерностей распространения зоны лияния опорного давления в. выемочнмх блоках проведена измерения мещений контуров подготовительных выработок. Для чего, согласно звестной методике, на каждом пикете (через 10м) устанавливались впервые наблвдательные станции (НС). Каждая НС, оборудованная

реперами, состояла из трех замерных пунктов. Измерения смещений контуров подготовительных выработок проводились в блоке Ж западного крыла шахты в вентиляционном и откаточном итреках, а также' в промштреках № 1,2,3. По результатам измерений смещений реперов строились графики зависимости величины смещений от расстояния до очистного забоя.

В результате проведенных исследований установлены зоны влияния стационарного опорного давления, распространяющиеся по падению пласта на ЭО-ЬОн и зоны действия временного опорного давления, распространяющиеся по простиранию пласта на 50-б0м. Кроме того установлено, что максимальные смещения контура подэтажных штреков происходят в зоне совместного действия стационарного и временного опорного давления, где они достигают 600-700ым (рис.2).

Механизм проявления горного давления в подземных выработках, пройденных по пласту, благодаря проведенным исследованиям, можно объяснить следующим образом. После образования полости в угольном массиве вокруг неё наруяается естественное, устоявшееся поле напряжений, т.е. обнаженные бока, кровля к почва выработки переходят из 3-х осного напряженного состояния в 2-х основ, что вызывает перераспределение напряжений вокруг выработки и сопровождается растрескиванием, разрыхлением пород и образованием куполов в кровле. Это обстоятельство подтверждается иахтныни наблюдениями, в результате которых установлено, что во всех пластовых выработках происходит куполообразование. Высота куполов колеблется от 3-4н до -9-Юм. '

С целью выявления причин самовозгорания оставляемого угля в районе ведения очистных работ были проанализированы результата депреосиопных съёмок, проведенных работниками нтаба ВГСЧ Средаз-угля. Выполненный анализ позволил сделать вывод о том, что решающим фактором, оказывавшим непосредственное влияние на процесс самовозгорания угля, оставленного в отработанном пространстве на вахте "Джергалан" является наличие постоянной аэродинамической связи зоны ведения очистных работ с дневной поверхностью.

На ocho.bc установленных закономерностей геомоханичоских процессов, происходящих в угольном массиве, нааи обоснована и предложена технОлогичоская схема очистной выемкн угля из подконсоль-ного пространства. На рыс. 3 показана рекомендуемая схема очистного забоя при отработке угольных пластов мощностью до б,Ом и

еоо-

V ¿00-

200-

0

ййд-

200-

1: 0

¿00-

_ Л»

-Х- 3-4

V

5Г

* 200 О

¿00-^ 203* 400-<<> 200:

О

——Вент, штрек гор. 2275м

-i-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

лромштрек

1-Г

».——»К»

■ ирт ш Я яятчяй —

-I-1-Г-

пг-Г-1-1-1-'--т2-Г-

10и промштрек

Т-1-1-1-г

^ Зии' лромш/прех

ц Откаточный штр.

20 ¿0 $0 80 100 <20 <40 160 180 Щ- 2200 м Расстоямиа до очистных ра&от, м

Рас .2Графики сменения контурных реперов в проматреках блока £ 2 западного ксыла шахты "Джесгалан"

Рекомендуемая схема очистного завоя

IX

Г-Г

Расчетные показатели

X наименование показателей Смист*«ач*а СИМА ФьМШК* угля рвяомсмдремая схшмл едем** угла

«абчое с обмен ¡ыра&при

< Мощности пласта. м ю.о /50 ю.о ю.о 15.0

г Высота подэтажа, и <8,5 15.0 го.о го.о

3 Спасов игтабленио кровлей йиишуиант иацсстбенног аСру-шемие псссв

< Шаг отвоини угля за иачл, м 10 го 6.0 60 60

3 фВыча цгяя за шеи, т 3/5 355 390 13?0 гсно

в Экп/п/атаиионные рагг^ои, % зз В га го 30

7 дагтжапта выраСотя 1№#тзхе т воог й/вычя 52 57 42

Рис.3. Схема очистного аабоя при выемкэ угля из пластов мочностьп до б,0м

приведены расчетные показателя для пластов мощностью доЮ-15н.

При мощности пласта более 8,0м в каждом подэтаже проводятся даа спаренных нтрека. В середине пласта на расстоянии 5-бм от подэтаккых втреков проводитоя буровой атрек, необходимый для обурмвання верхней части подэтажа и отбойки потолочины.

При мощности пласта менее б,Ом и высота подэтажа 15м буровой ятрак не проводится, а обуравание массива производят аз под-этааного атрека,

Очистные работа в уже сформнроваваеыся забое начинаптся о бураняя и короткозамедленного взрывания скважин сразу 3-х лгпт по 2ч каждая. После полного выпуска угля из забоя, осуществляется отбойка потолочины по эсему пориматру консоли с там, чтобы обруаенныо породы выяелеаазого подэтажа, при заполнении очистного эабоа на ыогли обогнать отбитый с потолочины уголь. Затея производится выпуск угля, отбитого с потолочины до появления порода. После этого цикл выемка угля повторяется. Проветрмваннэ забоя осуществляется вентилятором местного проветривания.

Оптимальные параметру очистного*забоя приняты на основе расчетов,выполненных КНИУИ, а также исходя из взаимной узязки угла естественного отрыва угольного массива, откоса обруаелных пород а изга отбойки угля, Наклон скважин к горизонту принят яз расчета описания ломаными линиями кривой свода естественного обрувоння угля в забое.

Для сохранения подэтаяннх атрзкоэ з устойчивом состоянии на протяжении всего срока службы предложено реализовать ступенчатое хрэплонло этих итрэкоа а умоньцонием сечгная от устья к забой. Крена того, о цзльз укзньяоиия негативного действия стационарного даззония на состояние поДзтаг.чых атрэаоа прздлага -о?ся узвличнть высоту подэтажа о 18а до 20м, а для нейтрализации зремэнного опорного давленая слодузт ускорить проводоняэ под - . этззних атрекоэ и подвиганиз очястных забоев вести со скоростьа не конее 55м/кэс. Отрицательное мнение токтоничессих наруяенаЯ могио уменьшить, если гокрчваеаио и подготогцтэльнио выработки проводить не ближе 10-15ч по обо стороны от карузэнай.

С цэльа ухекь».ен:;я зля иоклачеш-гя обрушений пород з вира -ботанном лрос?р".нстгз разработан способ вакдадкя пустой породи. Сущность способа заключается в тон, что подачу а размещение закладочного иатбг:..«а осупэстзляят дпухокрбкогыи охрзпароа о •

опережающим захватом. Данное предложение позволяет максимально заполнять выработанное пространство закладочным материалом и повысить производительность закладочных работ в 1,5 раза.

Для предотвращения самонагревания оставленного угля пред -ложено проводить профилактическую обработку угольных' скоплений порошкообразным ангилирогеном. Механизм действия антипирогена заключается в том, что размещенный в угольных' скоплениях анти-пироген при повышении температуры начинает разлагаться на углекислый газ и аммиак с поглощением тепла, вследствие чего реакция окисления угля затормаживается и самовозгорания не происходит.

Результаты реализации на практике технологической схемы выемки угля показали, что её применение позволит сократить потери угля на 15% за счет того, что стало возможным забирать часть угля с потолочины. Кроме того, снизится вероятность возникновения эндогенных пожаров за счет равномерной обработки оставляемого угля порошкообразным антипирогеном.

Решение одной из основных задач было направлено на обоснование возможности применения технологической схемы выемки угля с подэтажной гидроотбойкой. Известно, что-гидротехнология является одной из наиболее прогрессивных технологий отработки крутс падающих модных угольных пластов. Для применения гидротахнолоп необходимо:' во-первых, обосновать экономическую целесообразное! её применения путем сравнительного анализа технико-экономичесю показателей работы шахты "Джергалан" и гидрошахт; во-вторых, выявить соответствие горно-геологических условий месторождения этой технологии; в-третьих, изучить природные и технологические факторы, определяющие возможность применения гидротехнологии на оахте.

Сравнительный анализ основных технико-экономических пока -зателей работы вахты "Джергалан" и гидроиахт ПО "Прокопьевск -гидроуголь" показал следующее:

1) гидротехнология обеспечивает получение более высоких производственных показателей, чем обычная технология, что объясни -ется малооперационностью и гибкостью ведения горных работ при гидродобыче; .

2) на гидрошахтах значительно меньше запасов остается в зонах геологических нарушений и до минимума сведено списание некон-

диционных запасов, как нецелесообразных для отработки.

Анализ горно-геологических условий отработки месторождения мДкергалан"позволил сделать вывод о том, что они в полной мере благоприятны для внедрения на шахте гидротохнологии. В частности, кровля и почва плаота представлены неразмокаемыми песчаниками, т.а.отвечает главному требований для эффективного применения гидротехнологии.

Результаты исследований природных и технологических фак -торов (изучение прочностных свойств угля и их изменение под влиянием воды и температуры, ситовой и ездиментационныя анализы, заученна химического состава и свойств води шахта "Джергалан" до и после пребывания в ней угля) свидетельствуют о том, что эти фактора позволяют применять гидротехиологию на вахте.

. Таким образом, по всем трем основным требованиям, предъявлены« к гидравлическому способу добычи угля, внедрение гидро -технологии на иахте "Джергалан" вполне возможно и экономически лелесообразно.

Для горно-геологических условий подобных Джаргаланскому юсторождени« рекомендуется система разработки длинными стол -5ами по простиранию с подэтажной гидроотбойкой, с использова -тем струй воды высокого давления в очистных и нарезных забоях : самотечным гидротранспортом угля, которая позволяет получить »асокие тохнико-экономичеслиэ показатели (рис.'О.

Существующая на аахте технология выемки угля отличается от ■идротехнологии только способом отбойки угля и его транспортировкой. Следовательно, лерзЕод вахты на технологию с подэтажной ^идроотбойкой не потребует дополнительных затрат на перекройку !ахтного поля, а саиа аахта частично подготовлена для парохода га новую технологию. Необходимо линь зиедрить гидротранспорт и шсоконапорную гидроотбойку.

Результаты расчета экономического эффекта технологической ;хемы выемки угля $ подэтажной гидроотбойкой показывают, что юновныа тахнико-экономнческиз показатели-после внедрения гнд-ютехнологии на аахта будут значительно лучшэ суцествуюяих. 'ак, производительность труда рабочего по добыче увеличится в »,5-3,0 раза, а обьзм добыча угля иа вахта - в 3,0 раза, себе-¡тоимость добычи снизится в 1,5 раза. Кроме того, знвдрэнио 'идротехнологии позволит почти вдвое сократить общие потеря

v. виплтю*»:!/ ц/тем

Ш.А '

. Счтикт*

Рис.'». Технологическая схема выемки угля с подотажной гидроотбойкой

угля по шахте, за счет вовлечения в отработку ранее списываемых запасов, как нецелесообразных к отработке по горно-геологическим условиям. При этом будет решен целый ряд экономических и экологических проблем, решение которых при существующей технологии и технике в ближайшее время практически невозможно.

На основании выполненных нами исследований, Ошским проектно^ конструкторским боро был составлен "Проект строительства участка и комплекса обезвоживания на вахте "Джергалан".

Таким образом, реализация рекомендуемой технологической схемы очистной выемки угля с подэтажной гидроотбойкой позволит вывести шахту на новый, более высокий уровень угледобычи. При этом «будет обеспечена действенная охрана окружающей среды, за счет работы на замкнутом цикле воды без сброса её в открытые водоёмы, ликвидация выбросов в атмосферу запиленного воздуха вентиляторами главного проветривания, сокращения числа эндогенных пожаров и как следствие- уменьшение выбросов продуктов горений в атмосферу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работа решена актуальная научно-техническая задача по обоснованию технологических схем выемки крутых сдожноструктурных угольных пластов на основа использования закономерностей гвоывханичвских процессов, происходящих в угольном массиве, обеспечивающая болей полную выемку угля из недр и повышение безопасности ведения горных работ. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем: I. На основе иахтных инструментальных измерений установлены га-5С»оморнйсти распространения зон стационарного и временного опорного давлений, отражающие количественные; изменения их по падв -нию пласта на ЗО-^Ом и по простиранию пласта на 50-60ы. I. Установлены зависимости изменения прочностных свойств угля и внедайщих пород от алияния тектонических нарушений, отражающие снижение прочности по мере приближения к тектоническим разломам, где прочность их на сжатие й разрыв уменьшается в 5-8 раз, 5. Выявлано, что главным фактороц, влияющим на процесс самовоз -горения, оставленного в выработанном пространстве угля, является наличие аэродинамической связи зоны ведения очистных работ с дневной поверхностью.

1». Экспериментальными наблюдениями установлено, что выемка крутого мощного нарушенного угольного пласта приводит к пэрерас -ираделенив горного давления вокруг очистной заработки, которое вызывает образование куполов высотой от ЭАу до 9-10м. Поэтому, три выемкэ угля, очистному забою придают криволинейную форму в виде полусвода естественного равновесия, что обеспечивает на -юануз устойчивость элементов выработки.

5. Разработан новый способ профилактики самовозгорания угля в сработанном пространства, путем обработки угольных скоплений в !Ыработлах порошкообразным антйпирогзном, позволяющий снизить аароятность возникновения эндогенных повароа (авт, свид. СССР на И8°йРа'гвнй8 й 1657650).

6, Обоснована твхнологичэокая схема очистной выемки угля с под-этажшй отбойкой из подконсольного пространства, характеризую -заяся криаолинейной формой очистного забоя и зывнкой части потолочина, что обеспечивает безопасность ведения Гарных работ и снижение потерь угля. Результаты опытно-промышленной проверки и ¡нодрання на иахтэ "Джергалан" показали, что использование првд-

ложенной технологической схемы позволяет снизить потери угля на 15'Л за счет выемки части потолочины и обеспечивает получение экономического эффекта в размере ПО тыс. сомов в год. 7. Обоснована возможность использования технологической схемы выемки угля с подэтажной гидроотбойкой на шахте "Джергалан", примонен/.е которой позволит в 3 раза увеличить объём добычи на шахте, в 2,5-3,0 раза поднять производительность труда рабочего по добыче, в 1,5 раза снизить себестоимость добычи и вдвое сократить потери угля в недрах. Разработанное техническое ранение обсуждено и принято к внедрению (в перспективе) на техническом совещании в ПО "Средазуголь".

1.Состояние и перспективы рационального использования угольных ресурсов Киргизии //, Фрунзе, КиргизНИИЯТй, 1987, 59с, (соавтора Г.В.Секисов, В.Х.Гршин и др.).

2. Анализ потерь запасов угля при эксплуатации Джергаланского месторождения // Совершенствование разработки угольных месторождений Средней Азии. - Бишкек: Илим, 1991, с.82-89.

3. Основные пути обеспечения эффективности развития угольной промышленности Киргизии // Совераенствование разработки угольных месторождений Средней Азии. - Бишкек: Илим, 1991, с. 3-9 (соавторы Г.В.Секисов, В.Х.Гришин).

Способ профилактики эндогенных пожаров в выработанном пространстве. Авт. свид. СССР на изобретение $ 1657650, 1991, (соавторы В.Х.Гришин, В.А.Ринас).

5. Способ определения деформаций горнопроходческих выработок. Авт. свид. СССР на изобретение & 1739023, 1992, (соавторы

В.X.Гришин, Ю.С.Хафизов).

6. Способ закладки горизонтальных и наклонных горних выработок. Авт. свид. СССР на изобретение »1783120, 1992.(соавтор В.X.Гришин).

7. Установление характера напряженного состояния углепородного массива в выемочных блоках // Вопроси геомеханики и разработки месторождений полезных ископаемых. - Бишкек: Илим, 1997, с.145--149, (соавторы В.Х.Гришин, К.Т.Тажибаев, Н.Г.Ялымов).

8. О необходимости и возможности оставления пустой породы на шахте "Джергалан" // Вопросы геомеханики и разработки месторождений полезных ископаемых. - Биикек: Илим, 1997, с.246-250.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

АННОТАЦИЯ Ернаев Р.Ю.

• Жыргалад кениндеги тике жантайма татаал труктуралуу кемур катмарлардын казып чыгарылышынын натыйжалуу технологиялык схемаларынын негизделиши

Диссертацияда кемур массиви иштетилип жаткандагы геомехани-калык процесстерди иэилдеенун натыйжалары аркилуу Жыргдлац кениндеги калын тике жантайма кемур катмарлардн иетзгТТ»Т!! коопсуздугун камсыз кылуучу жана кемурдун жоготуусун 15#ке азайтуучу технологиялык схема негизделген.

Кыргалац шахтасында кемурду суу мвнен казып иттетгг технологиями колдонуу мумкунчулугу негизделген.

АННОТАЦИЯ Ернеев P.D.

Обоснование аффективных технологических схем выемки крутопадасщих сложноструктурных угольных пластов Джергаланского месторождения

В диссертационной работе на основе результатов исследований геомеханичеоких процессов, происходящих в угольном массиве при его отработке,-обоснована технологическая схема очистной выемки крутых мощных угольных пластов на Диергаланокои месторождении, которая обеспечивает- повыаение безопасности ведения горных работ и снижение потерь угля на 15^. Обоснована возможность применения гидротехнологии на пахте "Джергалан".

SUMMARY

Ratf Yuryevlch Yerneyev

A Justification for effective stoplng technology used In steep coal seams with complex structure In the Jergalan coal field

This thesis employs the results of studies In geomechanlcal processes which occur in a mined coal mass to justify a ^toping technological schema suggested for steep coal seams in the Jergalan deposit area. The proposed schema would enhance safety aspects during mining operations and cut coal losses by 15 %. The feasibility of hydraulic breaking has been shown for the Jôiflaisn rr.ino.