автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование параметров расположения и охраны горных выработок при разработке пологих пластов Донбасса на больших глубинах

г. Г 3 ^<'

1 1 ноя

МИНИСТРРХ ! ио ОЫ'АЗОВЛ! !ИЯ УКРАИНЫ ДО! I ПАС С КИЙ ГОРНО ГЛЕТЛ.ППУРГИЧЕСКИЙ И» 1С IМТУГ

На правах рукописи

ТИМЧЕНКО В.иктор Алексеевич

(^ОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАСПОЛОЖЕНИЯ Щ ОХРАНЫ )РНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ДОНБАССА НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ

Специальность 05.15.02 — Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алчевск 19^6

Диссертацией является р/ .

Работа выполнена в ДоиОчс^ом горно-мбтаялургическом институте. '*

Научный руководитель

квнд.текн.нвук, доцент Окалелов В.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,' профессор Литвинский Г.Г.

кандидат технических наук, ст. научн. сотр. Дрибан В.А.

Ведущее предприятие

институт Луганскгипрошгхт.

Защите состоится 19^6 г. с /3* часов на

заседании специализированного совета K~39.01.01 при Донбасском горно-металлургическом институте (349104,г.Алчевсх, Луганской обл.. лрЛенинаПб)

С. диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

¿^/^1996 г.

Учений секретарь спецсоьете, канд. техн. наук, доцент

/

Балкарцев В.Н.

ОБЩАЯ XAí'AK'l HPHCTÍ1 Г(Л РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Основными направлениями программы развития угольной промышленности Украины и ее социальной сферы на период до 2005 года предусмотрено донести добычу угля до 158 млн.т.

Для достижения чтого уровня добыли наряду с реструктуризацией угольной промышленности и техническим перевооружением шахт необходимо продолжить работы о направлении повышения качестпа пространстзеино-пламирозочних решений, обеспечивающих снижение трудоемкости и стоимости эксплуатации горных выработок.

OrjbiT работы угольных шахт.Донбасса показывает, что из общего объема' ежегодно поддерживаемых выработок (около 16 тыс.км) в неудовлетворительном состоянии находится около 30%, из которых половина подпергается ремонту, на что задалжнвается около 40 тыс. подземных рабочих. С увеличением глубины и интенсивности ведения горных работ возрастут материальные и трудозыг затрат;.} на ремонт м поддержание горных выработок, которые в настоящее время достигают 10...15CÓ от себестоимости 1 тугля.

Одной из основных причин сложившегося положения является недостаточна?! надежность проектных решении по расположению и охране горных выработо;-', объясняющаяся неоднозначностью представлении о процессах формирования зоны опорного давления и ее параметров.

В связи с чтим научно-техническая задача повышения надежности обоснования параметров расположения и охраны горнмх выработок при разработке пологих пластов па больших глубинах является актуальной.

Одним из возможных направлений решения -зтон задачи является научное обобщение современных достижении геомехаппки в области сдвижении и давлении подработанного массива горных пород, установление '¿tcíí основе новых закономерностей, методов расчета и обоснования параметров расположения и охраны горных выработок.

Связь работы с планами НИР. Диссертация выполнена и соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ ДГМИ и отражена о отчетах НИР № 443,65(4.690,864,11 18,по которым автор является исполнителем.

Не, п. работы - обоснование рациональных параметров расположения и охраны горных выработок с учетом закономерностей формирования области едчиження подработанного массива горных пород с увеличением глубины разр ботки и ширины выработанною пространства.

:( jjç л.il roo .111 Kiiii.iií:*ox.ii:d) HINIIIin сшммтф

0 K>N-111И¡TlIIII II IIMIolMi:.1,111 M'IHÜ.VI 1:11 HIIIMIM'lll'Aíi.Xl л miNIII.'.lll XTIII4ti\lMllli:ilX(>iiVKlll kiiii.ioiIi.ioii luiir.ia шт. il. 1:111. \]'iiii.ii..ii?d 'и ло^м (irov ki:ni).ii'iii pii.H.Al.oii

* :iihhoiimX

1:11011411:111: o.ioiiii.ii,iiiii:il ю m/V i|i\4I.mii:¡ioi,'.)i,".i.iii iiixiiiaiIi: xi'iiiii.ii.Xiron 'miiii.hii.hI xtiih..ii:i, .111011:111411: юли on lüiii.4.111:1.' о iiiiiilinio ruiot. тнь.жыт кпнлнлкщ lll.lOllll.ll\o]|o4i:i. l.ll:'.H4.1|||l(> 0III01I0X 'il.'.H.'OIX .КСНЛ.И.И) tïK.UCtN KIMIIIIMOCjndl.ril

X'oilon xtii iilo.i пниллтч o.ioniii:i.o(ji;Jlfoii miii.ii.Hi:!.' il iiHii.iH'inii.'.i 111.11:1:011 н irimii'x.nMo.i.i iioihIoi кпилжшло!,' .ичин.ич.-нЬтл

1 iii.i>Koi:oii (¡"oí 1Кч1|.1|мч||-|| пклхл iioiu.ii,.)i:d hoiiii.hikjoijo Хиопло н

:oii,'i\.ii h.ti.ii:i,':kJ.ii!ii.'oii rmxji.'d llllll 1:1:1 i.iKoy.id и ГПТПП iîTTÏÏ ТГП n Х'РЛПГТП КГТППлГТГ ТГлГйГЛлП7П^>оГ П -'Ил^шпмонлоуо

MIHI 11,111. ill Л .1.1 - IM.И IM. 1: MlllIKOI .1(1.1 .lollll.lWlllll'H лон'п.'лг.ньпц. я l.'oiloii l.'l'OV.I.I.II I 1:111.Hsol\ Ol.' nllllim о |0||||1:|001ч1го|| ИШМЖИШМ Ml.llM.'yO .IIIH.IIII'IIMWX

un'ox íihulii imoonli i'il 1 ninoûi i\,.iiin.ii,iii:.ni\ .i hxi.aiI.u.ihI .H.'oh.i uoji-uHpi. iidii

:om.ioiinii.iii.iniii

nom.ni.1 14I i ом -и 1 h,11:11111,ШГ.1ЧЛ XKin.'iM.i x.i.ni 1:11 Kini.ii;iicir o.ioiidono

.iflol. '.I l'IllI.lVKillil'Il 'H.i|.ll'llll!,lll.,lt[.\ • .1IIIIKOJ .1(1.1 .1(11(11.1УКjlich .loii'ILMl/.llIliri.

и l.'oiliiii i\Mt:ox.iil.ni .1 1: 'H.ii.11:1 irn1.1 w.\ riii'i,1:11,1 - nxi.Xd it.i:d 1:1:011л o.kunJxci. 11111:1:0 m : 1:1 тки 1 юн 1:110 iiMi ,\il.и 14I 1:1:011,1 o.ioii'uImio iiiii:i:kVi:ii Iií.h.iimiiimii.mha (Г/ОС) Miii.n.Hi'i: ei loiiiloiio о.1о|ц1п1ои111:1л i-iiкн. i'iiiiii.i; кпн.и.шч,' гм.'оил ojon idnio itiiifni.i 1:11 :il.iMi:ili'x mi и 11,1 пл. i'il 01141,1:111 и и n i mil i ioi.imi imoypduîd l'iiiiicjXifJ w.ilüKH.iiirowX i i-.iи 1.11:1ч Hiiii.iH iiiii: i 111.114:00 Hiiiii:4odin\iliii|) 11111:1:1л i(ol,'yi:H 1:11 иинл||'ш:1Г iiioiuloiio о и и iil ri 1.11 n им л inioi. •.loili.iuiHlini кинлнлт и щлонйлмомонсс

:(ЕсЮ) hnlXiIjlciI 1чо1Гочл*

ui'i i riiWi'i n ( o,| ) ) i\i 11 i-ui-i 10 '( ( )lf.')) kihi.ii,hi:i; ixolMH.i ixmnllxio клыХсшЬi.hiïlIiîx nriilojo ri.'iuliiii xi iiiilo i i:iiii.i.ii:k o.ioiiiii:iooi:iIi.'oii кпплжп'шгл iiL.inirgo Kiinriioiliuxiio^) .1. ».il loti 11 111 iiiiiin.'in.iiHoiiix нгШ1)1пж»?(1 кткип.жшпг o.iomloHo [i.ioi ul 14 h 1 и 111: i .1 141 к и iioiIi.ii\'i:iIi:ii kiiii.ii:.i1MiIiio пмлхл кпи.и.л!^ кшшлпюооо

xkiihoi.má xi'iiiilûi:n я н11мл1Го11:ц1:п хгпгмпмюкХ^ллнп и Kiiimiiodiiii'.iirow :i.tii4.1.11,in 1ПЧЛ.П4Ч •iiin.i.ibitniin4n:-(ii|)i?dj 'лпнлШдооо эонкХен шИпотьоиган'Ъ'охлк |1411.1мл|П11мп>| мимик 'Поили .iioqt.'d [J •ШТГШя0ЙЛ1ГЛЛП ПП01Л[^ '

•Noiogndnn xniido.i Miindxo и Kini3>Koiioii.icd itodi.fwnilvii тип: 11011.1090 t ici 11 eiiisiicdinodu ojounniogrdnu niunliim 11 iiaiuyrdccd 411h9x1u млнилмигляХ л V 'cm xniido.1 смнллт cuoimej-oocdlíoii винлжтЛл ii.ipifoo KiiiiciioiliiHilo^J n.i. ioiii iirnmioHW ШльХ (i нллн.онгапг ПТОГЛПГН.ТТТУТ

расчетные расстояния-до линии ззщемлецвд пораднмд • канеоггеЯ з 'зеке., стационарного опорного давления (до места приложения мазсямжльгсьги • капрхясеггай) соответствуют результатам натурных зхсперкментов (маяеммадьиыз рискездения не превышают 15%);

измышленное 'внедрение рекомендаций ■ по ' ояренв подагап№виш!Ьида, юргботок с оптимальными значениями ширины лрисечкн и угодшия целмкоз кади положительные результаты,

Няуумое рабдтц захлтгется а теоретическом обобщении

закономерностей изменения области сдвижения подработанного массива и установлен;«! количественных и качественных зависимостей зоны стацизкзрного опорного даэленкя от основных влияющих фзктороз.

Рргхгнчесхсе значение работы захгшчается в:

разработке козой метол с км расчета паргметроэ расположения и охраны горних ¡выработок;

обосновании углов построения предохранительных целихоэ,'исключающих влияние очистных работ на вертикальные стволы;

устанозленни рациональных параметров заложения гсрисечньк гзыработси и угольных целиков;

обосновании рационально!! последовательности отработки нь:емо"?ных полей на больших глубнннлх,обеспечивающей более благоприятные усяозия ведения очистных и подготовительных работ. •

Реализация вычогов и рекомендации работа,

Полученные в работе результаты внедрен;,! [¡а шахте мм. С.М.Хироза п.о. Стахановуголь, а шахтоуправлениях "Алмазное" и "Запорожское-Комсомольское" п/о Донбсссантрацнт с общим экономическим аффектом 155 тыс.руб.в ценах до 1990 г„п учебном процессе при подготовке бакалавров и инженеров спец.7.090302 и я институте Луганскгипрошахт.

Аппобгниз работы. Основные результа ы работы обсуждались и получнлл одобрение на XX1-ХХХУ научно-технических конференциях ДГМИ и на техническом сонете института Луганскгипрошахт.

Публикации;..По теме диссертации опубликовано 10 статен, получено два авторских свидетельства па изобретения.

Об-ьеч работы. Диссертация состоит из »ведения, четырех разделов, заключения, перечня ссылок из 116 напмеиованпП и содержит 114 стр, машинописного текста,.49 рисунков,2 таблицы и 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАШГЫ

Стабилизация работы угольной промышленности связана прежде всего со стабильном работой угольных шахт и снижением затрат на добычу угля. Решение этой проблемы, в свою очередь, определяется эффективностью работы очистных и уменьшением расходов материальных и финансовых ресурсов на поддержание горных выработок в удовлетворительном состоянии.

Одной из основных причин неудовлетворительного состояния горных выработок являегся недостаточная надежность проектных решении по их расположению и охране.

Анализ работ, посвященных решению этой задачи, выполненных во ВНИМИ, ДГИ, ДГМИ, ДонУГИ, ДПИ, ИГД им. ААСкочннского, ЛГИ, МГИ и др. показал, что среди исследователей отсутствуют единые взгляды на механиз'м формирования зоны опорного даьлепия и характер изменения ее параметров с увеличением глубины разработки.

Дальнейшее совершенствование расчетных' методов определения рационального места расположения и способа охраны горных выработок возможно на основе уточненных представлении о механизме сдвижения подработанного массива горных пород при различно)! глубине разработки л ширине выработанного пространства.

В соответствии с целыо и результатами анализа проблемы конкретизированы задачи исследовании, которые сводятся к следующему:

обобщить схемы сдвижения подработанного массива горных пород .и установить ..арактгр их формирования с увелич"нием глубины разработки;

оазработать обобщенную расчетную схему определения параметров ЗОД, описывающую все стадии ее формирования;

разрабогаг, математическую модель, описывающую закономерности формирования параметров ЗОД;

разработать вычислительный алгоритм и программное обеспечение для расчета параметров ЗОД;

установши характер.и степень влияния различных факторов на параметры ЗОД;

разработать методику и провести шахтные инструментальные наблюдения аа характером деформации пород на границе с выработанным пространством;

разработать рекомендации по рациональному расположению н охране горных выработок.

Il pe i» im .м г nia ли i i , y i1 и i и > i -пи V i vi 'i . if ил t hi"! п. i ip.niii i л i il i"io м.'1'.ч i t f* :r усыновлено, Mm i > Hc'iiri! um » i i i * on: ¡i.i ¡vnpat;HiMi n tfí ;¡i. iji.it- ! ся игчк.о.п.со i:ia;iiin и и \ формнронлини.

Дщ| !--!,(,Лип 111 Sei UK 11.К'I i M i 14 1 .Ultil фермирои.нШЯ oÓ!l;u'IH 1Лвижптй антроч > i i.ilion ii'in.i .41,rimn к: 1.1 к - - ;i', i f» 11 ■ i-, n in napant ц.он hiiili (I'.lillK'll.ipiHll ii nllopllolo la M а 11ПЧ hi i ЧИЯННИНЧ ф'кгорок, lipi IUI 'il.thiu/i- H

i;ifui.l.

11.1 i icpii - ni с !'1,41111 (рис. I ) H pi i 1 икры i MM I F'O.H»' д.исп 101* (СДОI ,Ю1ла i луйцпа p i ípaOoimi mihi im iiiimiim i ¡-о,1!,i /1,ч мления. ньпишмяек m vijioimh ' ! (TafVi.]). 11лнрял.спия и ЧОД оирсде 1Я1Ч1« ч тчом ксиамши ышк mux нирсч. (.' увеличением I4\ómn.i p.npaóoik'i ли мочмиа икрыми' i i'o'ia даннсичя h юлке A нее laiminnix 11 < >i"" 'J i, H.iiipx.f,MiH'i и n'iiiH.i li )Д vu' 'inmiai'iica, a ипффнииснт кончен i p.iiitjii напрлженин A (.'i- 1 ) oc i.'ic и я поппяипым (рис.2). Параметры ЧОД otipi .ti пногсч чаши нчос i лчи ч7 • I 1<Х-.1.

if.i ширни стадии, in«-,и il к p i,i 11 ¡>( скода ланжмпя и кикс A, Koijia глубина pa'ipai>«4KH óo ч.ще нымчы ссодл дличеиня, им мгш.ми' ные-.м сипла pa и р\ iv.ii.HMiin тиши ч м.км'иг I ilvi win ivimic кпш'лиичч породами ici i ми ic г ф'.'p мнрпн.н тс ч i иол р си pviMi ( снод p,i и ручки он.ры i, (ТО ), н ко юром ílopn.411 пчне.м'ч и форме п ни I Ipil да'и *ичt■ iii'»-t vue-мнении i лм'нип i лчинт лочы опорном) даюклнп I <ч1.нпч in сюнити. a iMiipü.i гмин н iicii Tnuix 11 ко )ффипп(чи мч m u'i 11 p,i 111 m luiip'U опт > и'paciaini i.i (ici \"<едпчения "сел чаши iiuix шип irri сполем данленнч (peí.'). Параметры 'ЮЛ на лом лапе опрсчсляичся по lanm имен 1яч2 2...1S-/Ï

I'pi и,я i га |ня оирсде. 1ч с 11 ч vi .тщшем I "in чара к icpii iveica i imi i к i i тем с мода pa и pv iKii (CP 4 ) « юлке I! Ii hoi мочен i liai ip ч.ксиия, деформации il наклоны li юлке H раним иv.iно. (' Mu.iini iiiii'm i.i\i">iihii pa>p.if.omi мчиинпг спида pa и pv 1ки и рот ходит на пек троп i дуоипе ni ! " «и. (i\i i« ч' 11 ! чеч.чн ( pía. I ). II пом случае n.itViMçi.icTCM лрмон чар.и.и'р формирования под.urn i и иженим и напряжении ч ЧОД, ole. с.чон.'нннып ниеиитч i идроеиисич ким нолем напряжении па контуре опласщ к дннжепил. Н em' >m ci оут чтением происходит умсиыпеиие ofçiaem < лнн.млши.н pciwiuaic 'icio длина ЧОД уменьшается, а напряжения и ней уне.чнлнн.тчея (рис.2). И'чсненое i н.лрос;ашчесм>и> поля напряжении vim ып.чел'-я ко |ч i и не юч \ мет л пени я (ежатя) обдает н сдвижения Кс (4-3).

Уменьшение области едннжения п унсличемие напряжении и ЧОД с V'U'JiineiiiieM i дубины прот хоят ло перехода мирил п чанрсдедьиос напряженное состояние. характеризующем я условием 1Г.Ч. С люто момента начинаете«*'

к

в

Ia6j!nua 1 ■ l-iiniLm ui>i pai 'if iii.i|i.)M.'ipiiii юны

l МШШШрШИ O (410|i|kli (i j:, > л -щи

СОСШЯПИЕ f/líJAA

x t- ГА 0 i1 С (J f í>3

□ С X *

з: ce. -ai m О U1 Г о X IV г ы J < m ТГГлЛТ w ¡Q.

» г i

< и*, омм, 0.5Щ V Н< Lt?v, И > Lt^ Vj

2 Km'Í к-м. ^ ^Л1: LMv- .. . :cJ ♦ bLc(L-f) LHiVr"

3 с

А К с = 1 Кг. = 1 Kc- H/'l.VíS

5 К - Í.33+ Kt ' К ? 1К) Км К = 1ЭЗ*К, КмКс

С л\ a. 1af'b / i к7 f., o.'íi./v^kT

? Г a 0, ï 6 ? - а - 0.5^ С a=ab3g

8 2 - a/K X = et/к г-a'lK

9 ¿mOl =' К i'H efmc-Kili »Uli

<0 Kp (:'а/<¿mat >s 1 К. р <оо /еУ'гт'а» Л- 1 Kf - <¿o /címu Ъ 1

II Kp < I Кр /. 1 Kp<- 1

12 к1 4*3* Kí Kr К1 - f.33 1 Kj Км Кр К1 ~ f,33 f К, Км Кг. Кг

13 - - lle-tq^/VFthp' Г - 0.51./ /К7к?

1', * a' -- о.ьз Г а' - олз Г а' - о. » f1

ib X Г --- а'/к' г' -- а7к' г' - а'/к'

16 <¿mat - К.' ï H Сэ ovin - К ч И Cj'rnai.' К J H

17 y --a'dr/cr^, li - a'cío/dm*, У -- a'à/Â,

18 ma* - <év)l('dmat - ïfl ) " <¿-/¿'mat - 0

1 — I рашщ.ч оЬдасш движения;

2 — ляпа опорной) давления;

3 -- I раница -юны о1!орно1 о давления;

4 — граница свода давления.

Рисунок 1 - Расчетная схема к определению параметров юпы стационарно! о опертого давлении

4Q

' I1 1 i

! i • ! 4

j { t ■

¡ 1 и

к Л

Г » *

1 1 г

1 y 1 . i i

L / С Ür

J A . M

M

• •

» 1 i i i !

CAP i o. • CJ ai u

» y •ai

/ •

! L i - -- -Ц-Й

л — 4 S- u m

с; m

S i»

S

It

процесс дезинтеграции пород, постепенно ргспростргьлзсщийся вглубь массива, который сопровождается увеличением области влияния очистной выработан, увеличением длины ЗОД и снижением з ней напряжений.. Переход пород г запредельное напряженное состояние может произойти на любой стадии формирования области влияния очистной выработки и учитывается в расчетах коэффициентов увеличения (расширения) Кр (10-3), когда его значения оказывается меньше единицы. Параметры ЗОД на1 ^том зтгпе определяется по зависимостям 2-3...18-3.

Изложенная последовательность изменения параметров области влияния очисткой выработки с увеличением глубины разработки была положена в основу математической модели их расчета при различных значениях определяющих факторов. На базе данной модели разработан вычислительный алгоритм и программа его реализации на IBM - совместимых машинах.

В результате математического моделирования установлено, что сувеличекием глубины разработки параметры ЗОД изменяются как показано на рис.2. Установлено также,что с увеличением ширины выработанного пространства длина ЗОД увеличивается,а напряжения и их концентрация уменьшаются. При этом область сдвижения массива последовательно трансформируется из СРЗ з СРО и СДО. Увеличение приведенной крепости пород подрабатываемого массива приводи.- к уменьшению длины ЗОД и повышению в ней напряжений и их концентрации.

Достоверность установленный автором закономерностей и зависимостей проверена шахтньми инструментальными наблюдениями и сопоставлением теоретических выводов с рсзультатамн'исследований других авторов.

.Разработанная авторрм методика'шахтных инструментальных наблюдений предусматривала измерение длины зоны консольного прогиба пород - одного из основных параметров зоны стационарного опорного давления. Она заключалась в оборудовании замерных станций-с глубинными и контурными реперами, устанавливаемых в печах со. стороны просека.Всего оборудовано 3 станции, состоящих из 2...4 скважин, пробуренных в кровлю на глубину 7м. Замеры смещений глубинных и контурных реперов производились с точностью 0,1 мм, начинались за 50...80 м впереди забоя и заканчнвалисьносле его удаления на 60.„85 м от замерной станции.. ■ .

По результатам пзмерснпн.с помощью специальном методики определялись точки с нулевыми смещениями массива, находящиеся iia линии защемления ■ породных консолей.

Расстояние от.пересечения линии защемления консолей с кровлей пласта до

границы с выработанным пространством и является длиной зоны консольного прогиба пород или расст оянием до места приложения максимальных напряжений а,

Сралнекле измеренных величин с расчетными, определяемыми по зависимостям 7-1,показало их хорошую сходимость. Расхождения не превысили 15%.

В * процессе шахтных экспериментов инструментально и визуально установлено также, что длина зоны видимой трещиноваюсти угольного пласта и ::»род кровли в исследуемых условиях достигает 1...1.5 м, что составляет четвертую часть длины зоны разгрузки 2.

Дальнейшими исследованиями установлено,что для обеспечения безопасных условий проведения подготовительных выработок ширина присечки (оставляемого целика) составляет 1/5 часть длины зоны разгрузки,т.е.

/п/?= 0,066 (1) где / — длина зоны стационарного опорного давления,м; л — коэффициент хонцентр-щии напряжений в зоне стационаркэго опорного давления. Выполненные по формуле (1) расчеты величины присечки хорошо согласуются с рекомендациями нормативных документов в диапазоне ширины выработанного пространства до 350 м и глубины до 1000 м.

При охране подготовительных выработок угольными целиками их рациональную ширину рекомендуется определять по формуле

0,1 ( I/К. (2)

' Устанокисннысзакономсрчостнизмеиення параметров ЗОД позволили также получить зависимость для определения у.ла построения предохранительных целиков для охраны вертикальных стволов;

5 - а г с I I/ ()•//), (3)

где Н — глубина ствола до разрабатываемого пласга.м

Сравнение полученных но этой формуле значений углов с установлеиыми Украинским филиалом 131 (ИМИ пи результатам натурных наблюдений, показало практически полное их совпадение. Расчетные значения составили 54.„67°, экспериментальные — 55.-..65°.

Из .зависимостей (1...3) эидно, что в их основу положена длина зоны стационарного опорного давления. Поэтому методика определения рациональных параметров охранных элементов и углов построения предохранительных целиков предусматривает расчет длины зоны стационарною опорного давления и коэффициента концентрации напряжении.

Для установления этих величин необходимо иметь следующие данные:

ь!

II I е.оИЧ I ¡1.1 1(1.,•'"111-11 '.I.

I 14''рппл ни р.пич шиш 'I о рос||.апг1 па, »1,

V >| нощи1\ < л и и 1 I т и. рам.;

у> у1 чл дап.и пин, I р.:ч..

/;,у • и | »и »и-; мн < и !.[)( чнч -ц, подрабатываемою массива юрпыг'пород, определит,и ко е гра пи рафм ич !.,и ко юшсе

У."'; Г,

М> - И)

I Л С ПЦ - - МП IIII ЮС 11. I I О < Чо« I орцих ПороЦ. М'

/, -- кочффчциеш кр! М'н III по мкаче М М. Ирогодьяконова

( I о сио I I <>(>нм\ пород; ,

С --- объемная м.и сл юрнмх пород, Мм.'м ; О о /н/'. . прик. ,и пи,14 прочноен, подраба 11 таемою

массива юрньи пород, МПа; коэффициент, о|радающий соо| ношение приведенной рспосш подраб.чтваемоп юдщи I приму, пород к I реднеттчненнон ,1 ш .1

г

¿11 г

*7 • (5)

кг

ГД| .-. 5 - I рслнен шетснплч крепость Iорпых пород Донбасса.

Численные тлчения перечисленных нардмпрон устананлинакнся по с кшчлриюп 1 орпо -п'мшч'ч коп до1 \м< нгаппп.

По кшпспмосгям I I. I Л (табл.1) опредечче гея, какое 1п них условий виподняекч. I |рсдпо т.кпм, НМ( ет место условие ("РЧ. Нее дальнейшие

расчеты 1фо|П1'<1'(ян'я но ч.'нчк кмоегчм, у< инонаенным дня эти» уомвпя. Си а'мча он редей иен я м< ирмос п, народных пчш С, чаши пшх над сн> »дом чакле пня З-З.чатем ючффимгнг ,учшынаюпшн нрнрашенпс щи ручки на зону (»юркого длвченпч о! кпчиыих породи! ix п.iиi>очф'|чншет уменьшения (( жашя) обчасти влияния А, (4-31 п ко (ффимпеш мжн'чнр.ниш напря.кеппп и зоне опорного давления К (5 Л). После чшт определятся максимальные напряжения в ч-1< опорного давления ('шах С 3). которые сравниваются с приведенной прочное|ы«) годр i6.iiынлемо!о массива горних пород на одноосное сжатие (){) (1Н-3). (ели опюшенпе (Гц (Тртах больше единицы, ю расчсчы прекращаются и полученные значения параметром Ч()Д инкммуичся в ывисимос 1яч (1 ...3).Нсли оН1о|'1еппе окажемся меньше единицы.™ рлечеш необходимо продолжить с учетом ко )ффицн'. ита увеличения (расширения) К^ (10-3), который в. дпт в зависпмосш 12-3 и 13-3. Полученные результаты используются в формулах 1 ...3.

\

I'IIIOC l.'lllll.TÍ l?:l l.ll il'd L.lOill i OlOIIIII'.luyiuIri. i'll III Jl lili IVUII l.ll.l IIMK A .1

:K.u.irni'iii.ii'<A

11.1.11, .11." lOIl Mil lili 01.11 ).< OulrlI.Ml.'.ldlll!! II l.odilll lü.'owiibll ol. K.11.11711II 1,11 li.111 \ { II (), O lldll •Ki'lllliKOl.iuii 11.11 mili) ojf.) inill 111111 •) ^ 1111 • i i lliiln illll.illilo>i iil.inllii<¡»|if ox

:<1|-Ii H)|I!IU Mi I11¡I1i1mi 11.111.1 i:d i oii •\i;iKii.riii:iitI

x.ini iri _ii»il'.i.ii:iIi i «i imiMjrin.üil i'iiutij\i." i i'..iiiii.)i.iu .>ii< i 1,'oí. tí Kiiu.iN'Kiliirii

Mim.jú.M

OII'liriülOIIIRiolHHlll l( ll.lClllll.lll.MlK l\.lililí '.1IIIIB.11 1( • l ,l<.||||,lVl<dlll?ll lOII'llf.H.'.lJilPC vi 1,'olIoii i:i.'ux.kI,iii nr n.ii.inii'iii ii'.A ruó ( ) .muí i.iiriii; il r i.'Iiiiboj.ioiI ,n rnilUTj ) ,11101 imii.'iii' ii Miniijú. i oirn.riioiiikloiicnln mi ii:iiiiMii..>ii.\ ol/.") iiiiii miii.">i;iii!ir ojoildoiio <>.ioiidtnioiiin:i i rniot. üiiiii.i, mnnji?Ji niiliijÁi. i i.,iliii.ii.ni..1

Himi.ú.'.x, i :i ii.i,i|il!iiiii:i,<iii.>i.'i. 'hiiii.il ni'i,' o.iniidoim ii loiidiMionl ir i.i iiiioi Kimi;ni>diu\ili>i|i iH.Hiiiil.iuoiio -ai .íi'iiinii nii.ii.'noiitii.i ^ ■

' t.«l )) ll'lilirt timt Al! ii i'll i,'.iii.i 11 ((),j.) ) iitil Un ini \d_li.cd iroii.i '(olí)) iihí-ihi kiim.h un.' lio.i.) ':(míiii;(»i.i) uíiiiimii m.i x.»Jl H b.itimíoviíii

lílul.lll \l'llllli:iiiiil'.lroll rillll.rt-11:11,'1 'IJ lL'L.Ji: L'ill III l'l I L.liull I ») IOIIIII' K HJlídll^ l'lllltdlllll II II llii.ll-ill l'd l'llllluM.I fcmi.llllulllou 1 III III lOI<ir<lnlk't. >! lili, 'Olll'l I -H > 11 | l

W.l|lllíi.\L'.)l:J

ii b.ihiii:i.oii:ni i iih>iji:iI iiirrn. \(..hI ,iii>i.i.ii.iim;.\1ii ii ,ii"iiii,.<i;ii .iiihui>ii.i()

n'iili'il lil .iiiiiii.jiiíiiTliMidii

llllll'lll'OIÁ HIT .11111.11,rill. .lOIHI'll H.lllIlH.miriMJ.lli'.llíl Hldll (I lilülll: ll.ljnilrlll Hlllllllllll II

it.uoiji'iit imI i'iinuj\l. i i'..iiiil.>l.iii,'.i i \ 11,'ii.lon vi-indo i iiiiii.oj ii.iiiin-ji.iji'ill oii KMM.vfciiutf.') ill n .ijo Biiiii:!injnw.li).|i ht.i.imiilU'i mioiin hi>ihi.>iHiíiii.'j.i.< ril k.ni.iliniMitlu inj 'MOlniji.'dliil M'llliln I i'illi'iKn II KillMVol oil.ii.'il llotll >1-,l-ili;11 Xl ill ll.l'lliinlll'il .lMluijl'dl.L-tl il b 'ii.iiiiuii'hí.ii.^ri "in.im et iiom.i.ii.niivu-mii,mu ijoii'iiirviii! .iiiii.iiiuil oiitlf 'iinnuji'i! iiim 111hi.'.ioimi .i.,n iiiii,\i:ii ihiihi.ii.iiohi'i K.iii.iiitoihiitiK 'linlli'iil.i J.illlí j|

■111H UiOllDIYf,

iiiimiir n xiiM.i.iiiii leiio.iidiiiioj

XHIIIilllH I'll hi T Kllll.ll.HII. ,11 lili lllll.'lll MI I IIMlHllll.MHiO || (| :i!|!i»I..1 M-lll.li'HI'l.l'iJüdjU

i:i. iiii. ii Hi/i - i'i' i i .unid i.iodii o inmuno.¡rdi'iii riiiiHiiiiirnMioiji'di.Eil rlllllyMfl M'IHI.ll.í'lll X ' lll.l'l.l I d II ti 11 *.-.|lM)l:>lnH XI III II IllilUII l' llrol| IlllüdxO u i'ltil.i'cniroii Til HOili.iit'ndi.'ii hiiii.iii.ihi ll ; ii i(f 11 vt-wm nii.ilí unido .ímo'hl (|

M i" " I T

Kll'HH'.iA iiiiil.ii'iu.iinii udii il h:ii 'Hiii'dMj.i iíiií.v. ii;.! '•iiiiii'iir.iiPUOH'iir.niii KBMhll lolíi'li»'

i'l

стационарного опорного давления увеличивается, а напряжения и их концентрация - уменьшаются.

3. Разработана методика и проведены шахтние инструментальные нгблюдешм за сдвижением массива пород на границе с выработанным пространством, по результатам которых установлены размеры зоны консольного прогиба пород у границы с выработанным пространством. При атом показано, что в. условиях проведенных шахтных экспериментов они составили 14,5...19,0 м и хорошо согласуются с результатами теоретических исследозгний.

4. Разработаны методика расчета параметров зоны стационарного опорного давления, алгоритм и программное обеспечение для реализации .ее на IBM-совместимых машинах.

5. На основе установленных закономерностей изменения параметров зоны стационарного опорного давления в широком диапазоне горно-геологических условий определены рациональные параметры проведения выработок вприсечху к выработанному пространству, размеры угольных целикоз для охраны подготовительных выработок и вертикальных стволов, а также обоснована очередность отработки выемочных столбов.

6. Результаты исследований внедрены в институте Луганскгипрошахт, на трех шахтах с общим экономическим эффектом 155 тыс. руб. в ценах до 1940 г. и в учебном процессе Донбасского горно-металлургического института.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Борзых А.<!>., Филонюк Ю.В., ТищепкоВЛ. Проведение выработок в зоне разгрузки как метод их охраны. //Уголь Украины .— 1982. — N? 11.—С. 13-14.

2. Тищенко 0Л. Деформация пород кровли пласта на границе с выработанным пространством в опорном контуре подработанного массива горных пород //Технология добычи угля подземным способом.-М.: ЦПИЭИуголь, 1974.-N» 7.-С.12-13.

3. Тищенко ПЛ. Охрана стволов и околоствольных дворов па глубоких шахтах //Проектирование и строительство угольных шахт.-М.: ЦНИЭИу- голь, 1975.-N? 9.-С. 6-7.

4. Исследование характера деформации пород на границе с выработанным пространством /Ю.С.Снроткин, ВЛ.Тищенко, С.ВЛнтюхов и др. //Технология добычи угля подземным способом.-М: ЦПИЭИуголь, 1976 9.-С. 19-21.

5.Тищенко ПЛ., Окалелов U.U. Повышение эффективности отработки пологих пластов на больших глубинах //Уоль Украины.-1986.-№.-4-С.15-16.

6. Тишенко ПЛ..Окалелов H.H. Методика определения рационального места

расположения пластовых подготоаитальнш выработок //Горный журнал. ИзвВУ2ов. - Свердловск, 1989.- N 3,- С. 17-23.

7. ЗГ«№.нко В А Об охране стволов глубоких шахт Донбасса //Уговь Укрвины.-£©8а.-№11.-С.43^44.

в. Тмщщхо ВА Основные положения методики определения параметров зоны стщиоиршго опорного давления ка пластах пологого падения ■'/ТеккшшйМ, мехашззцня и автоматизация горнш работ:Сб.науч'».тр. КГМИ.-Кивз: УМКВОД988.-С, 49-59,

9. Хищению А йыбар оптимальных параметров цгликоз угля для охраны выработок в года маятш очистных работ// Подземная разработка тонких и средней мощности ушвьыых пластов: Сб.научи.тр.ТПИ. - Тула, 1986. - С. 39-42.

10. Тии*енкоЗАЗлнянке ширины выработанного пространства на параметры зоны стационарного опорного давления //Подземная разработка тоикга и средней мащност угольных пластов,Сб.нЕучи.тр.ТПИ.-Тула,1991.- С. 45-51.

11.А.С.Мг 1504347 СССР, МХИ Е210 11/24.Металлическая'арочная кроть /ВЛ,Окалелов, ВЛБелозерцев, В АТищенко, А.Н.Новак, НААпышев.- Опубл. а Б,И.Д989,Кг32. • ' '

12. Л.С. N726335 СССР. Е*21 С 39/00, Устройство для найлюдения за сдвижением горных пород /С.ПАнтюхоз, ВЛ.СеребрянскиМ, !О.С.Сироткии, ВАТшценко.-Опубл. в Б.И.,1980,№13.

Тищенко В.О. Обгрунтуванкя пара метр! в розташування I огоранн прни чих »пробок при розробф похилих пласпв Донбасу на великих глнбинах..

Дисертац!г на здобу1тя вченого ступен* кандидата техшчних наук за спешгльн!стю 05.15.02 - »Пщэсмна розробха родовищ корисния копалик», Донбгсьхпй прничо-метолургШнмй (иститут, Алчезськ, 1996.

Зехишягться дисертацМна робота, яка м!стить р!шення ахтуальноУ науково-техн!чно'| задач! по визначеннк» рацюнальних параметра розташування I охороци лрничих ей робок I планування посл1до®ност5 в!дпрацювання вшмкооих стовп!в, ЯК1 дозаоляють зменшити експлуатацШп! витрати на Ух пщтримху.

' Дано • наукове обгрунтувапня багатрстадШкост! формуваиня , зони стац:онаркого опорного тиску 1 розроблена методика розрахунш и параметр!» , яка реалЬоэана ка !ВМ - сумкнихмашинах. Виявленэ законом1рн1стьзмши цих паршетр!в при зростанн! гдибини розробхи та ширинн в!дпрацьованого простору.

Victor A. Titshenko. Substantion of parameters of location and protection of mining workings at the time of sloping beds Working at big depths in Donbas region.

This is the thesis for academic degree of candidate of technical science with speciality 05.15.02. - "Underg round working of mineral deposits Donbas Mining and Iron and Steel Institute, Alchcvsk, I'Wii.

Л thesis in which solution contains the actual scientific-technical tasks about definition of rational parameters for location and protection of mining workings and planning of order of priority for excavating pillars working which allow to dicrease operating expenses on their kt eping up is defended.

In this thesis the Scientific basis of Multistage forming of/one of stationary bearing pressure is given and methods ol calculation of its parameters has been given also, which has been realized on IliM of combined machines.

Conformities nt these parameters changing with increasingofdcapth ofMiningwork and width of»orked out space have been determined.

K.'iuvioiti слона: ouipnitii шск, параметр!!, nplici'iKa, ni:ni:<, oxopona.