автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование параметров технологии передового торпедирования труднообрушаемой кровли очистных забоев в зоне опорного давления

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНБАССКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ!

Г. . ОД • "

На правах рукописи, ПАВЛОВ Валери» Ипанопич

ОБОСИОВЛШШ ПАРАМЕТРОВ -ТЕХГ .ОГНИ- ПЕРЕДОВОГО

УСГПБД} 15Ю ВМ 5 ИМ ТРУДИ СОБР'УГ !ЛЕ% ¿\1*ОВЛ21 о-шсшых.

. ЗАБОЕ И В ЗОНЕ ОПОРНО} лЛЗЛЕКИЯ' .

Спауюлы юса» 05.15.02 - под:-- ыая разработка

• \ месторождений полезных копаемых

'АВТОРЕ Ф Е Р А Т

ДИССОрТлЦИИ Ч;а СОИСК.аНПе ученой СТСПСНИ

■ кандидата технических наук

Алченск 19 97

Диссертацией является рукопись ~ .

Работа выполнена в Донецком угольком научно-исследовательско] и Донбасском горно-металлургическом институтах

Научный руководитель . — канд. техн. наук, доцент В.Н.Окалело

Официальные оппоненты — докт, техн. наук, проф. 1СФ.Сапнцкш'

• канд.'техн. наук, проф. С.Ф.Алексеенк

Ведущая организация — Комплексный научно-исследовательски и 1 гроекпЮ-1С011сгрукторс с!ш институт по проблемам Центрально! района Донбасса о ,

■ ’ 1 / ^

Защита состоится "С~-Ъ" йМ-СШ?!997г., в Л^ • чпг.оь

ааседашш специализированного совета . К.З0.01.01 в До.пблсско горно-металлургическом ¿шсгигуте (3.49104, гАлчев'ск, Лугаиско обл., пр. Ленина, 16) .

С ДИ1 ССрТаЦНСЙ можно ОЭКПХОМЦТЬа' и библиотеке института Автореферат разослан §3 ал\\л^ ^ 1997г.

Учении секретарь снециалиснтоппшюго совета КдШД. теки. 1[<Р/К, ДОЦСПТ

В.М. Белозерце:

" ■ . З' ' ■ ■ v -

е 4 ’ - . ВВЗДЕНИЕ ■

. , . ’ ' ' ■ о

■ ' а

Av гуоЛмюсть работы. Эффективность разработки выемочных

участков ь значительной мере определяется характером обрушаемо-стн пород кровли. В Донбассе около ! 0% лав отрабатывают ііласти с труднообрушаемыми кровлями. Спьтт работа очистных забоев Донбасса в сопоставимых условиях показывает, что при труднообрушае-мых кровлях нагрузка па лаву уменьшается в среднем в . 1,58 раза, зольності, добываемого угля увеличивается на 2%, а длина лавы сокращается на Ю...4 0%. Основными направлениями снижения отрицательного влияния.осадок труднообрушаемых пород являются применение передового тор>7'\\ь,р0згшия и механизированных крепей высокого сопротивления. Однако реализация этих направлений в ряде случаев оказывается неэффективной. Так крепи высокого сопротивления при слабых породах’почвы ;; кровли не выходят па рлбо^ао характеристику, а их применение при локальном распространении труднообрушаемых пород экономически не оправдано.

Передовое торпедирование, в сков» очередь, обладая более широкой областью применения, не всегда позволяет снизить отрицательное влияние осадок труднообрушаемых ’ пород. Об этом, п частности, свндетельстпует опыт отработки пластов п»* пихты "Белореченская" ПО “Лугапскуголь" и шахты им. Е.Т. Абакумова ПО"Донсцкуголь".

Одной из причин создавшегося положения является сложившаяся практика взрывания скважинных зарядов в зоне опорного давления в то время, как параметры передового торпедирования разработаны без учета напряженного состояния пород в этой зоне. В связи с этим возникает необходимость более деталі.його исследования влияния параметров передового .торпедирования на его эффективность в зоне опорного давления. Таким образом, совершенствование технологии передового торпедирования является актуальной научно-исследовательской звдачей. •

Связь рабпть! с планами НИР. Основой для нас тящпх диссерта-п,ионных исследований явились >іау'шо-исследовательские работы ДоиУГИ К11Т 0103004020 1, 0 1 í>300-;37 07, выполненные в соответствии >: планами научно-технического развития б.Мннугленрома УССР при участии ант opa в глчоетпи научного руководителя и огпот-ствешюго исполнители. •

Цолмо работа >шляатся обоснование пяраметров■ техномт'. * ,:срЬ- ■ доьот торяедироиания, сбеспечгигшошдх йовшйенис ее ЭффСГОДОГО:* сти к зоне опорного давления, Л ' 1

Очюгитпя идея ппботы заточается п повышении .сгеисии рззуп-рочинпч труднообрушаемых пород пугом создания п плоскости пх ссгесгиснного обрушения экранирующих рекломимх тропик п цсяоль- ’ зон- кал энергии отраженных взрывных- воли !' пределах аоии еиор-

Ш'ГО ДИПЛОПИЯ. ' ' . ’ ■ • ' . ' • . • ■ ,

) у!" тсу.: т; с след ста н т". Исслсдоалнил наполнялись- с привлечением комплексе» следующих методой: анализ и обобщенно опмто тцишсир-ния передоиого торпедироиания, лабораторлые исследования прочности»! х пород кровли, шахтные инеярумснтаАыаде наблюдения, мето/у.-т теории Г.ОрОИТПОСТСЙ II МйТСМйТИЧСКОЙ статистики. " • .

Нлуч!¡¡.¡с- положения, !’.Ы!!РО¡>:‘-.то ид запит.” • ■ '' ' ,

" - ориентации трещим, образуемых изрыт,ом ?■ труднооСруишемЫл породах, определяется характером поирлжеппса-о .состояния горного масснна: пне зоны опорного -днплепи;! .трсиуиш ориентирот-шы про* имуп'ссгиенно ” поргпкальном поло^ченпи, о ь зоне максимума онор-. ного данленп.ч они наклонены а Сторону ныработоиного пространен,-:*, иод углом близким к углу естссгиепного обрушении пород: -

- при последовательном »прынаиип оОинкинны:-: адридон нп удпле-

ННЛ 30 М от "ОЧИСТНОГО забоя суш.сстг.еииое СМПЛ.0ННС максимальных опускании разуирочпоиной кродли и Интерполе пзминення тогс* тор-иедирог.йнпм от I С до 24 м обусловлена поныше/нием оффоктиписсти рс:зуНр0Ч»!ЯЮ1!'СГ0 ДС?!СТННЯ отракопией изрьншой волны »'зоне опорного донленая: наибольший эффект разупроч^ннощего дейстзия отраженной трыыюй полны соотнстстнует.ни: г/ торнедиронашш 1:1...22 м; 1 . .. '

- нрештешн: опусканий кроили «о ьремз осадок над се сиускгшп-

з!ми : южду осадками численно ропно утроенному средмекнрдгптнче-скому отклонению последних; установленное соотношение сирам-.'дли.по ««¡к; дл-ч нерозупрочненпоп .кроили, так и дм рпзунроч-неннон иередоиым торнедиронгнигем. . 1 • • . .

О о.! г нп! ииню си. и д* «сТс! г. еппост!. > ■ аучт >'■ х но л оженнй, ьызодоп и

, рокомон,учини раГит;ы нодтверждоето! предстапнтельными нюхи 1ыми НчОЛ >ДО!!Ш;мН за !Ю!!еде5!ПСМ породи очистном забое на протяжении

I 9Г»0 пыемочных циклоп н лар.ах с наиболее типичным составом и

строением весьма трудкообрушземых пород, неиосредстиегтыми шахтными измерениями Пространственного ПОЛОЯ'.еНПЯ ТрОЩИН ОТ ПЗрЫ-Sa екпажинпых зарядоп в труднооПрушаемых породах в зоне и г.не зоны опорного давления, статистически значимыми различиями параметре» закона распределения остаточной раздвиишости механизированной крепи на участка:-: подяигания лазы с различными технологическими схемами передопого торпед,ирогиания, достаточно аксокой надежностью и точностью усглнозлепиьк математичесхих зтиснмостой, хорошей сходимостью расчетной длины зоны разупрочнения от действия отраженной пзрышюй цолиьт с результатами. яихтних нзблго доний, полож;ггслы1ЫМ,ч результатами пиодрения разработанной т^глолог,1.-

' ЧССЯОЙ СХСМЬЬ ’ :

На уч ; I о о з \ ; а ч е ! п ; с работы захмочается п комплексно:«: учете изменения ориентации ззрын:»ь;х тренцин под влиянием оно;;!.ого даалечия я разупрочнякячего дейстчия стоаженпых ззрчгкньи: поля при яо:н.:-1”е:-п:н зффехтипчоотп передового торпедирпканяя труд;>оПруц.'лс-мъ:х пород а зоне опорного давления; а усогк.'рпюнстпо'ынин мет<'дичн vkixthï-чч псследопапнн поведения боковых порода очистном '.-.-.'.'-v» чп , аелячппам остаточной раадаичечостн крени. что поааол: <" г чущагч'ноч-поаысить дочточерчость результатом намерении и î4> ■ г : ' - г- ;. их трудоом.слст ■ ■ ‘

Практическое ан.аа-я; по оа’Та и : захмочается а ра'ччД>о';ае иоагг” тохпологаческои схема: паредааого •¡орнедармзааая тп v.\'Оручьь,-. мьчх пор'>Д и оГоспонапан ее рая/.ю' ал: и:-::: параметров, я ’3;ï-> уаеч'оп снизить ам'ачч баро-чзрьаиаах p^Gor, расширить •"-оластг, аф'фечтаачп-;о применения га:хаппаер'И:анчь:х ча-счаеч, улучааг'а уса-ешн нксплу-атарчи и уи-‘личин- их срох-сл\';чоаа

■ Р'алнзазаа ачаолпр. а р^чомечланпи rviGoraa Разработанная техчо-лопнюская схема передутого торпедпроьа! ;нч пробила ичдаарателанчаа и приемочные пенана-пу! согласно ССТ ! 2.1 -1.010-7;; а л пн-: 'И

пласта '-ф 'Орслшхяяы’’ YIO"Красно,у-¡’лтоли" я речо-.ч-ндочапя

мо;-ад\'аедОл!С;';чч:пой комиссией к пром-ичлеппому примоачпно. Методика. г.прсделса¡нч рациональных ¡¡öi-iacrpoa предлоанчг-inä гачно-логической схема! нк/аоаена н отраслевой норма гичпып до ;умонт "i'пструкрию по пыиору способа И параметров разупрочнения чроялн ьыем-)чпмх учаегчог.". Экономический аффект от чнедр-.*ппч чтой технологии ¡.V лапах No о и №9 пласта фп:ах;чл "Ореховская’’ ПО"Крае-подопу 1'оль" состанпл' 5 I тыс.руб. v iv-nax ! G G 7 г.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы

■ докладывались и получили положительную оценку на III конференции молодых учёных к специалистов Днепропетровской области (г.Днел-ропетропск, 198 3г.), па IV Всесоюзном семинаре "Взаимодействие' механизированных крепей с боковыми породами" (г.Нопосибирск,

2 9 84г.}, заседаниях комиссий при ПО"Краснодонуголь" по предварительным и приемочным испытаниям технологии разупрочнения кровли с использованием межэкранпого эффекта взрыпа (г.Краснодон, 1 9 Я 4 г.); заседании научно-технического сонета ЕКИМИ (гЛонии-град, 1 984г.), XXX научно-технической конференции ирофессорско-преподаьаюльского состава, сотрудников и студс-нтоа ДГМИ (г.Ллчеиск, 19 95г.), межкйфс:д!»альчом научно:.' семинара ДГМ.М (г.Ллчезск, 199 0г.). ‘ . •

Публпкаш'п. По теме диссертационной работы опубликовано 0 научных работ и получено одно ангорское снидстйльстоо н*1 изобре-тенис. , ■ . .

Структур а и о(н>ём дмссорт.чтпш, Д sccep'roü, ионная работа об:циМ

объёмом 17 3 странппы"сос':о);ч- из пкодгчаш’, пг.тн разделов и зак.мо-

, - -1 ‘ ' ' 4 чеши;, пзли> ;и:п,ь:х па 10t' стр'.ницох машинописного текста, содержит 25 рисупкои, 1 1 таблиц, неречеиз ссылок из ! ! 4 наимеиог.анпп и 2 приложения.

‘ OCi IOBWOE СОДР/КАИ; 1Н IV.КОТЫ '

Посте 1.г;нпос сонернкч¡сат.озаине технологии передового ториеди-ронания прмзело к разработке ряда технологических схем, позволяющих ¡ко.ысигь а фф е кт и а! ю с; ь рабо'/ы очистных забоен с трудмообрупаемои кроплен,-Однако при их применении не ■,

удоен:я достичь ожидаемого результат,

'. Сон.■‘рнячнп'аонаине технологических схем пронкзодилось, а пернут очередь, на основе усиления разупрочпяю.'цоо деистет; юрьта. Нсслед< танин механизма разу прочие! uni массива трууу юобручремых пород нзрыком иилу'Ч'лн большое развитие м работах Л.1\.’.лн;буглато-на, Ллп.Бораых, Я.Д.онгебсхого, М.Н.Ганопоы], ДД,Глазова, О.П.Глу-Н!ихипа, лч.Л.1 iup.iemi, С.Т.Купиециаа, Н.ФЛСусопа,. В.Н.Мамаека, НП.Мухина, Л.И.Нонана, 'О.Д.Семенона, Ю.Г.Сницыиа, В.И.Турона, Б.О.Шаигоноаа. Г5.П.Шишкино. ■ , .

Анализ эти:: рцббтпоаз^лнл выделить дро группы технологических схем. При разработке пергюй группы сспоАнсе внимание уделялось о усилению интенсивности трепуяю'обрАзсцаьля под действием взрыва ' у окрестности скиажипы и дальнейшему разпитшо трещин под воздействием опорного дапленпя. Однако н этих схемах не учитывается и соответственно не используется дополнительное разупрочнятощее действие отраженных рзрызпых поли. .

Схемы второй группы более эффективны, .поскольку предусматривают дополнительное использование разупрочпяющего действия отраженной взрывном полны. При этом в качсствс'экраноп используется лиио граница раздела слоев пород с различной акустической ; гсссткостыо, либо-осиошгая система природных трещин с заполнителем. Оснопп'ым недостатком bin:-: схем является слабая отражающая '' способность ссгссгненмтлх экранов из-за сравнительно небольших различий н акустической жесткости пород, вследствие чего доля энергии отраженной изрывпой полны от общей эпергпн падающей-полны и о превышает 30%.

Недостатком всех схем является то, что при обосновании их параметров не упт.нчиотся особенности развития эксплуатационной трещиноватости ь зоне опорного давления впереди очистного забоя. Кроме того, из-за высокой трудоемкости шахтных зкепсрименталь-

■ пых исследований осталось не изученной взаимосвязь между параметра г-!;: разработанных схем и интенсивностью осп до к кроили.

- С соответствии с целью диссертационной работы и результатами, проведении™ анализа были поставлены следующие научно-технические задачи: ' ;

- - обосновать.направления совершенствования технологии передового торпедирования; ’

- разработать мечодику оценки эффективности нараметрон пере-

дового торпедирования но величинам остаточной раздвижности крепи очистного забоя; •.

установить влияние опорного давления на характер распространения трещин, образующихся" при торпедировании в окрестности скважины; '

- исследовать влияние параметров заложения скважин на интенсивность осадок труднообрушаеммх пород при торпедировании;

- на осиоае проподешшх 'исследований разработать рациональную

технологию по; здопого торпедирования в зоне, опорного давлеійш и метод^гу расчета со параметре»; •• • • - • ■ '• .

- определить область применения и установить технико-экономическую эффективность усовершенствованной технологии.

Теоретическое обобщение результатов аналитических исследований позволило установить, что повышение эффективности передового торп дироплния в зоне опорного давления возможно за счет псполь- • . зор-анкя разупрочпягащего действии отраженных азрывпых пеш. Эк-раї'юм отражения могут служить разломные трещины, образующиеся и результате раз^ттрочнення грудиообрукмемых пород. Отражающая.

способность такого экрана п 3,3...7,5 раза иыще по сравнению с экранирующими поверхностями, используемыми в известных технологических схемах. При этом разунрочпкющес действие взрывной . волны-зависит от прямолинейности, а также от степени раскрытия экранирующих разломпых трещин и усиливается нлняпием повышенных напряжений и зоне опорного давления. • - -

Сашиным критерием оценки эффективности разупрочнения крой-ли при различны:: параметрах передового торпедирования Пыла принята разноси» опусканий кроили но время осадок .( б ) па контрольним п анализируемом участках наблюдений. Для снижения трудоемкости экспериментальных наблюдений величины опусканий кровли определены, исходя из замеров остаточной раздппжности крени и мощности пласта, по формуле . ■

г-* (¿'"ч-іід)- т а«*-ь4т' <•>

11 ЧЫ Ь-'і / »;={ Ь'~\ 1

: где и,)1- количество ммо))оп па контрольном и анализируемом

I участках наблюдений;

■ ^ У* ТСКУ“1СС :іиа'!СП,ІЄ остаточной разднижности крепи во время

1 ~ осадок на контрольном и анализируемом участках, мм;

текущее значение мощности пласта па контрольном .

о О ,

• и анализируемом участках, мм. ■

! ' Для получения надежных средних значений остаточной раздвиж-ностн крепи но время осадок кровли требуются длительные наблюде- • ния, и которых практически невозможно обеспечить однородность условий проведения эксперимента. Поэтому предложено ііспользо-Ъоть приведенные шике зависимости {2, 3, 4). . ’ ,,

~Л^’ Мм■* ^

Где Ь. - средняя величина остаточной раздвижности крепи

4 -

в период между осадками, установленная по

непосредственным замерам, мм; д/ь- величина приращений опусканий кровли '

в период осадок, мм; •

лл -2,920;, мм, . (3)

где средиекпадратическое отклонение величины остаточной раздни^сности или опусканий кроили между ее осадками, мм.

•С целыо исключения влияния колебаний мощности пласта на остаточную, раздвижность величина 2, определяется по формуле

где цет- намеряемые значении остаточной раздвижности и >

. мощности пласта, мм. ,

.. Зависимость (3) была получена по результатам обработки данны:; замеров опусканий кровля ДопУГИ.п ВНИММ-» 20 лапах, работавших без применения передового торпедирования. Она характеризуется достаточно высокими статистическими критериями надежности и примени.'!« а диапазоне изменения <о. от Юммдо 19*5 мм. Дальнейшие исследования покапали, что ее использование правомерно и для оценки эффективности передового торпедирования, поскольку эмпирические коэффициенты регрессии - -£г,- с надежностью 0,95 не выходили за пределы доверительного интервала коэффициента регрессии зависимости (3}. - ■

■ Характер распространении трещин в окрестности взрываемого скважинного заряда исследовался .путем прямых измерений при проходке наклонных квершлагов по .скважинам торпедирования кровли пласта лапы №22! шахты им. В.В.Ва.хруыева ПО’‘Ровенькиантра-цит”. Трудпоооруп!аемые породы были представлены песчаником мощностью 15...20 м и .крепостью • ./ = 10. Бьью пройдено два

квершлага: один в зоне опорного давления, вблизи его максимума, другой вне зоны опорного давлення. Параметры зоны опорного

давления определялись по результатам замеров конвергенции боковых пород и касательных напряжений » породах кровли. Замеры проводились в опережающем просеке и диагональной печи начиная за ЮЬ м-до подхода лавы. ' - ■ \

В результате было установлено, что вне зоны опорного давления, при взрыве скважинного заряда по всей длине образуется несколько радиальных трещин, с отклонением в обе стороны от‘вертикали па

25...300. В зоне опорного давления вдоль скважины обнаружена одна радиальная прямолинейная трещина с отклонением от вертикали в сторону выработанного пространства на 1,2..Л 4°. Ее длина более чем в 3 раза больше-по .сравнению со значениями, определяемыми по действующей отраслевой инструкции. Положение этой трещины совпадает с пространственным положением плоскости естественного обрушения пород н выработанном пространстве.' - •

Отсюда следует, что эффективность, передового торпедирования . можно повысить за счет максимального ослабления поперечного сечения кровли пугем заложения скважин'в плоскости естественного . обрушения. Кроме того, такое заложение скважин может дополнительно способствовать повышению эффективности разупрочнения за счет использования анергии, отраженной взрывной полны.

Изложенные предпосылки повышения эффектисностп передового торпедирования были учтены прп'обоснокании параметров нередокого торпедирования в зоне опорного давления. При этом исследовались следующие параметры (см. рис. 1): С> и V"1 углы подъема и разворота екпажнны; о. - шаг торпедііронаимя; С - расстояние от экраннрую-щей трещины I, образованной изрыноМ скважинного заряда 2, до очистного забоя на момент взрыва скважинного заряда 3; 2 - расстояние от-взрх.ніпемого скважинного заряда 3 до очистного забоя.

Параметр а. влияет па величину энергии падающей поліп.: 4; С -на степень раскрытия экранирующей трещины 1 и С-ЧОТПЄ.ТСГВЄ!ГІК» ил величину энергии отуженной волны 5..Исследование влияния параметров 0. и с иа интенсивность Ьсадок кроплн требует длительных ОКСПерИМСіП'ПЛЬПЬІХ наблюдений; в течение которых сложно обеспечить однородность условии проведения эксперимента.

Для уменьшения его длительности параметр 2 , ранный сумма параметров ¿V к гї , был принят постоянным и равным 30 м. Это

' 11 J4

і ■ s 'У. f. \ \ •- /> 4—.' ' ' ’ "^r—У

І ,уі Г, ■ Л'/.• V ,í fy ■ ^Çïi

«і ! ;•!■ :.:■ ! - • і г?/.-;;-../i. 7-ry.v.-;

¿.fCV'iuí' í 1 jnnaMCTjil.t ’! С.\'ПОЛОГ);'ІССКі‘іП CXOÍ-üvf .'¡СрСДО’ІОГО ТОрП'ТуфОПОПЯЛ П ЗОНО ПГЮрПОГО ДГіїіЛеіІ!-:}; '

позволило свести эксперимент только к изменению, параметра О- , так как параметр С изменялся соответственно автоматически. .

Исследования проводились в условиях пласта fêj, ПО"Краснодон-уголь” на шахтах "Ореховская" и "Молодогвардейская" при применении механизированных комплексов 2КМ87УМП. Мощность пласта составляв 1,6...2,0 м, угол падения 6...80. В непосредственной кровле залегал известняк мощностью 0.5..Л ,7 м и крепостью , /=8, выше -песчаник мощностью 20...22 м и крепостью ^=8...9. В почве залегал сланец песчаный мощностью 4...5 ы и крепостью ^ —б. Эти условия являются наиболее типичными для применения передового торпедирования. Были подготовлены четыре экспериментальных участка с аналогичными условиями отработки. ■ ■ ...

На первом (контрольном) участке длиной 72 м оценивалась интенсивность осадок неразупрочненной кровли.

• На втором - длиной 54 м устанавливалась эффективность передового торпедирования при заложении скважин согласно рекомендациям действующей отраслевой инструкции, вкрест простирания естественной трещиноватости ^руднообрущаемых пород. _Скважины" торпедирования закладывались с углами р и ÿ” равными 'cootbctctv вешю 18 и 2 2 0°. Взрывание производилось вне зоны опорного давления на расстоянии 2 равном 90...100 м. Параметр <л принимался постоянным, равным 1S м. •• • - ’ ■

На третьем участке длиной 99 м устанавливалась эффективность передового торпедирования при заложении ' скважин и .плоскости естественного обрушения с углами р. и ¡f1 равными соответственно 1S и 8 G0. При этом значения параметров и , сохранялось прежними.

На четвертом участке длиной 3 89 м устанавливалась эффективность передового торпедирования с использованием отраженных взрывных волн. Скважины закладывались a плоскости естестпепиого обрушения (_р — 1 3°, q1 “3G0). Шаг торпедирования последовательно изменялся от 18 до 30 м. Взрывание скважинных зарядов производилось fía минимально допустимом расстоянии от очистного забоя, равном 30...32 м. : ' ,

Для анализа’влияния параметров передового'торпедирования на эффективность разупрочнения кроме основного критерия использовались и дополнительные, такие как величина остаточной раздоиж-ности крепи, количество вышедших из строя ее несущих элементов,

величина записашія пород, пепосредстпепнои кровли, а также качественные характеристики отжима угля, нарушенностн кровли и ее обрушаемости. . ■ ' . \ . 0 о

0 Обработка результатов проведенных шахтных экспериментов производилась и два этапа. Ка первом из них были получены нормальные ' законы распределения остаточной раздвижности креп» а период между осадками для ко^сдого участка наблюдений при одинаковом шаге торпедирования, равном 13 м. Были установлены следующие тенденции в изменении параметров законов распределения. Средние арифметические значения от первогок четвертому участку увеличивались п были равными соответственно 609, 634, 650 и 746 мм, а средпсквадратические отклонения уменьшались и были равны соот-' ветственио 135, 210, 91 и 75 мм! Проверка гипотез о различии

• параметров закона", распределения показала, что различия в среднеарифметически.': и дисперсиях статистически-значимы. Полученный вывод свидетельствует о том, что остаточная раздвижиость крепи а .следовательно, и опускания кровли в период между ее осадками1 существенно зависят от- изменявшихся, я процессе эксперимента параметров технологии передового торпедирования. .

В период осадок опускания кровли па втором, третьем н четвертом участках были, меньше но сравнению с первым па величину, равную соответственно 104 (17,8%), 179 (30,6%) и 309мм (52,3%).

Анализ приведенных результата!! позволил сделать следующие выводы. Заложение екпажип is плоскости естественного обрушения по сравнению с рекомендуемым дейстнуїощей отраслевой инструкцией более эффективно. Уменьшение опусканий кровли на четвертом участке lie. сравнению с третьим свидетельствует о дополнительном разунрочняющем действии взрыва за счет отраженной волны, что подтверждается также появлением после осадок зон снстематическо-го обрушения непосредственной кровли.

На втором этапе обработки результатов шахтных экспериментов

для четвертого участка была получена статистически надежная зави-

i>- . , симость между ВОЛИЧІШДМН .о И O'

<Г= 178 а - 4,14 сГ- 15а 1, мм .. (5)

Величина а. 'изменялась в пределах от 10 до 30 м. Большее значение интервала соответствует шагу естественного обрушения пород. ' .

Анализ зависимости показал, что при шаге торпед1фоеания, равном

21...22 м, происходит уменьшение опусканий .кровли п период ее осадок по сравнению с пёразупрочненпым участком кровли на максимальную величину, равную 326 мм (55,7%). Отклонение тага торпедирования от указанного выше к большую -пли меньшую сторону приводит к увеличению опусканий кровли.. . ' •

Увеличсиио Шшва торпедирования до 30 м приводит к полной потере эффекта торпедирования (с^—0}, поскольку опускания разуп-рочнеппоа и неразупрочпеппой кроили, становятся практически раи-шдмп. • ' ,

Установленный характер влияния параметра а па иеличнну <?объяс- * иястся тем, что с увеличением шага торпедирования при постоянном параметре 7- утюньтаете» соотаетстиенио параметр <й , что, и спою очередь, приводит к повышению отражающей способности экрана. Одновременно с этим унеличуялается расстояние от места изрыпа до экранирующей трещины, что сопронождгются затуханием энергии падающей изрьнтой волны. Одновременное влияние этих взаимопро-тннополо.чшмх процессом приводит к появлению максимальных'значений </‘ при <Х , рапном 2м. ' •

. Результаты проведенных нсследог.апин позполилп разработать тех-полошчеег.ую схему исрсдонрго торпедирования <: использованием разупрочтпенцего дсйстпнн отраженной взрывной волны п зоне опорного давления. Схема предусматривает заложение скважни г. плоско-. стн естссткенного обрушения и последовательное взрывание скшяспнных зс'.ря,\о;\ н зоне опорного давления па постоянном расстоянии.от очистного забоя. •

Угль; подт.ема ("» и (у разворота скважины рассчитываются но нзис-’ стн;..!М тригонометрическим соотношениям ! (ли с помощью простых стереометрических: построении исходя из утла еегестнеиного обрушения (£“' дмшы екпажпны (£|, мощности труднообруи’.аеммх пород (М), утла падения пласта (л-я), азнмугон линии падения пласта и липни очистного забоя0 {рис. 1). Расстояние от изрываемого скважинного . ; Заряда до очистного йоион рассчитьшастси по формуле . .

* '■£ = 30 - (6 - ц. ), м, ■ . (6) ,

где С1М - расстояние от очистного з.'боя до максимума опорного | д-знлепия определяете)! расчетным'пли окспери.мептальным''

! ' ' , ' ■

путем; в условиях проведенного эксперимента <0, ~6м. Величина максимально допустимого шага торпедирования рассчи-гипасгсл по формуле, полученной из установленной зааисимости (5),

<Х. "21,4 -Ь 1|/ 5,5 - 1.800 <о", м, (7)

в

£У/ . ' • .

где -tj - ТрсбуеМЛП величин* снижен;!:' опусканий кровли,

ииннедепна:: к 1 м ширил«-.! призабойного простронстза ' и 1 мм мощности пласта.

т-т ' ' Jv/

При этом значение величины •• О для конкретного. тина крепи определяется ПО фор'Мул’О

Г" ''-'Л ~~ \ т гк'.н.“ й “ Л/Л / 1/ /<п

, ( г~.—__—___—-------------, /н , РЛ

'--(»¡.г turrtíri..

.где ¡% - «еличина опускаин:: перарупрочнеиной кровли

в период осадок, определяемая расчетным путем или • инструментальными заменами. мм; .

- минимальная MOU'Poen» пласта, мм; .

о ‘ ' • - ~

‘‘-'г-ил- минимальная ширина призаоониого пр-осграпстна, м;

?Ц - запое ргндпм;лно.е'‘м крепя na panrpyrw, мм; ' •. ,

Ь - МНННМаЛЬНСЫ конструктивно;! ПЬ’.СОТа кропи, мм Опытно-промь::;! \епплн проверка и пнедрение разработанной !Î0/\( -ПНÏ ИСрСДОиОГО ТорНСДИ pojt<'.‘H¡ !Я ПрО'ПЧпМ-ДНС!. И.‘1 Г.!.'емг>ЧКГ- \ участках лан и Р\>0 пласта шахты ’'Ópexofüxa.'t" ПО''Крас;|!Однн-на прогя>сенпи •! ¡20 :: ;Гх подингання. II результате атуркч■:*;{ но сравнению с примеимныейсп ран.ое '¡схиологием передоного торно-деронан.чя oy{)o-i>.:;p:.:i!iпабот сократился a j,-’a pana, обт,.--.-:

работ по замене деформированных ьерхи>:коп а 1,3 раза, <ч :ц>динх стоек секций а 1,5 рала, погор.ч добь'чн сократилась аа негь период инедионин на ÎOOOO т. Фактический экономический аффект еоста-иял 51?, 1 чыс.руб. и и.еиах 1 УП7 года. '

По репул ылга;! <>иитио-ира»н,1!!!лс1шой проверки ?1с*;чдукс'дом<:т-не.чнаи комиссии при ПО ' ' К ра с н о д о и угол и” рекомендовала нклю'чпь

• разработанную технологическую схему и отраслевой норматилнии документ "Ннструкнию по ныбору способа и нарамегрон ралупрочне-ним кроили 1м кг.юмочных участках". '

, В диссертационной работе даио новое решение акральной научнотехнической задачи, заключающейся в обосновании параметров пере-доиого торпедирования трудиообрушаемой кропли и зоне опорного давления с учетом слияния напряженного состояния массива горных пород и рааунрочняющего дейспну; отраженных от 'гренки; разлома

взрывных ВОЛН. * ■ ■ , ' '

Глаиныс научные и практические результаты'работи заключаются И С.\еду101цем. '

Показано, что достигаемый с иомот.ыо городского торпедиронши\я эффект нс отличается стабильностью из-за недостаточной обосиован-£ гости его параметров при подсини нзришхмх работ п аоне опорною даолення. .

Дли оценки обсснЫкшпости параметре» технологии передового ’ торпедирования разработан критерий - исличиил снижения опусканий г.рокля но нремя ее осадок, которая с достаточной степенью досто-ьерносп: 1! С минимальной трудоемкостью может быть определена !>.еЛ!!-!!!Пе uCliiTC.MHOli р83Д!У,«;чКОСТ.'1 КРСГШ.

На ocnoiu; гсахтпмч нпструмоигольпглх наблюдений уста:(салено, что средня-.: величина опусканий крон.Чи но премя.осадок ггр-оиг.п;:лс:г ■f;.f';oiiy;o мсп-сду осадками на утроенную иеличн;:v ере,*.!'окно/, pari•••¡е-ского o'vthwneiiim последней. ' • . • ' .

Шохч 1ь.ьмп экспериментальными нсслодокапнлми доказано, что чростр.и:стаекное положенно чрещнн, образующихся от ;гч;а«ткиа-жпшплх зарядок н оПла;;;н макепмума опорпот<> даалепия, со:;н.чд;ег С ориентацией плоскосм! естестпенното <>бруЖОШШ ПОрОД. - ■

¿Via работала чохнилз'гнческая схема передоного торнеднмочапня и ноне опорного давления •; леполылонанном назупротанлощего деГчмнпя нзрыннон полны, отоажоппой от разл.омкых транНп!. Схема заложения скнажпп защищена ,-¡«тирским снидетслпечном и,- иаоброчетю. Вза-пмосн.чзь' ме;кдч ¡¡.'лпчйний снижения '.-.пусганшй крон/а; и часом торпеднрогапш; пн разооГДгг,ппюй чех>¡олоiпческоп схеме оннсынаеч-ся нар.чюлнчесяой ниинсимоетью, максимум которой соочнетечнует тагу торподпрог.аю!)!, ранпому 21...22 м.

* Разработана методика расчета рациональных парам * :;>ол предложенной технологической схемы, предусматривающая определение углов наложения скважины н шага торпедирования. ° .

Разуппочненне крозля-передовым торпедированием по разработанной технологической .схеме .позволяет п зописимости от утопии отопи ’та! выемочного участка снизить затрать; на его реализацию га Ю.;.50%,-уменьшить объем ремонтных работ по замене деформированных элементов крйпи im ЗО..і45% п расширить область применения мехйнизнроноиимх крепей по моитости пласта.

■ Г'еэультоты работы ПКЛЮЧСПЫ В отраслевой ИОр^ГсТПІВНО-ТОХІППОСКіШ документ и ипедрепы в двух’лапах пласта шахты "Орехозская" ПО ’’Краси одо; і угол ь*' с зкономіїнссіиі^і 'эффектом 5Э, Ітьіс.руб. и ценах ' li-T.7. г. " . / ' ■ ' ' ’ '

. Осно£и'глс-каупіьіе поло;лспші и прикладные результати днее^рта-,ф:а спуилпкоийп/л в следующих роботах. • . ■ .

І.ЗЗгструхцкя по пыбору способа ¡г параметров разупрочнения' прог-лп па иыег.-очиых участках.-Л.:ЗНІ'ІЗ!ІЗ, 2 9Ö1.--C.22-23, С.Й7-П8.

2,Поал«»п D.M.'Метод песледо і'.¡¿in К поаедеппн пород кроили ко ислугочний рцздпп^носгн оЧгстпоЛ »;г>еіт.*УТех:іолооік горных робо г Доибг'.іса: Со. паучі. тр. ДопУПЗ.- До:;е:>!;, 1!}С5,- C.G5-G0.

3.Спяцын ІО.Г., Мухпп ЕГЇ., Паплог*, П.И. Э кс > ; ері «■ і с і ¡голи іис схеми :-’Є.'лоіС!.опииі'о торпед-¡роза'іі'ія // І'йзутірочнеппа трудчоибруїиаемих г.роасль угоді.::-•■їх’ пластон: CG. научн. тр.- Ivl.; Недра, 100 7,- C.70-G0.

•i.Cnnn;.:;; IO,Г., Е;лель>и(оа И.Л., Паїіло;-. D.H. Особенности проявлений ' горного ,vowesuüi при прпмепенпн мехокраниого торпед:¡posa-нпн// Р.тугірочпсіпіе чрудпообрупгаемых кропель уголыгих пласт ом: CG. noyr.i. тр.- М.: Нодрз, 1937.- C. 1 С-і 2 1. .

.'•■•2ол'1КО» П.о., DoiW*» D.M. IC «опросу vnnи-тзаці tu -техі юлоп:ч е-екпх схем "і орпедпр'.лілппп // Вопрос:* ¡'Op! ‘oro давления: СП, поучи. тр. >->ГД СО АН СССР,- Иоііосг.и’.'роч, ’ 33 !. н.;п. ЗО,- C.40-4 4.

О.Попло.ч 3.13, П.’амасио 34.П. Определи: чн: гргму; пі;н

поред'-п'.пл типпедпрог-аипп // Технологии очне; пь’м робот угольных піахтах, p;.jpaüjTb-na:on::;x топкпн ¡¡лапты: CG. ппучн. тр, Д-чч УГМ.-Домец-с, і 900.- C.52-00. . ■

7.Лнликоиич Б.М., Волчкоь П.З., Паяло* ЗЛІ. Определенно піага обруїиешія оспоіяіой криилп // Уголь Украпим,- 10." 1.- Nö.- C.24-25.

• ■ ' ■ 1C- . v; ■ ■

8 .Качано» B.C., П&влов В.И., Сафронов В.П. Передовое торпедирование на шахте "Молодогвардейская" // Уголь Украины.- 19S2. -ЙЮ-С5-С, - , . V •

О.Правдкжов HjA., Кузьменко К.С., Павлов В.И. Опыт эксплуатации г.’гжшизнроз&илого комплекса 1 У1СП // Информ. листок ЦБНТИ МУЛ УССР.- Донецк. 198S.- 4с. ' Д

Ю.А.С. N7334 72 СССР, Е 21 С 41/04. Способ управления трудиооорушаемон кровлей / D.Ii.Mapaxoa, Б.К.Панлос, Ю.Г.Спицын, _ ИА.Емелъипоп, Н.Т.Кретинпн, Б.К.Жучеши> <■ ОпуОл. п Б.И., 1083,

АНОТАЦІЯ

Паялов В. І. ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОПЇ ПОПЕРЕДНЬОГО ТОРПЕДУВАННЯ ТРУДНООБРУШАЄМОЇ ПОКРІВЛІ ОЧИСТНИХ ВИБОЇВ У ЗОНІ ОПОРНОГО ТИСКУ.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02. - "Підземна розробка родовищ корисних копалин". Донбаський гірнігю-металургійниГг інститут, Алчепськ, 1997. • ' .

Захищається дисертаційна робота, яка містить розробку ефективної технології ОСЛаблСНШ! труднообрушас.юї покрізлі 3 П'.ікорї'с.таниям відбивних вибухівиих хвиль у зоні опорного тиску. Для оцінки СфоК-тііпності ослаблення трудпообрушасмої покрівлі запропонована методика шахтних досліджень, яка дозволяє збільшити надійність Ті, скоротити тривалість досліджень.

. ANNOTATION ' ■ . .

Pavlov V. I. THE PARAMETERS BASES ON THE ADVANCED TORPEDOING TECHNOLOGY OF WORKING FACES HARD ROOF'IN THE ZONE OF ABUTMENT PRESSURE.

This is the thesis academic degree of candidate of technical science with speciality 05.15.02. - "Undcrgrou working of mineral deposits", Donbas Mining and.Metallurgical institute, Alchcv.sk, 19 97.

The thesis deaiing with the hard roof destruction efficiency researches using the explosive v/aves in. the zone of abutment pressure is being defended. T!ie methods of mine researches: al’owir.g lo improve the reliability and cut their duration jr. offered in order to estimate the efficiency of hard roof destruction, ■

Ключові слова: трудиообрутасма покрівля, попередис торпедування, відбивна шібухігша хвиля, параметри;' . ,