автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Разработка методики предварительной оценки устойчивости кровли выработок выемочного участка угольной шахты

к&шистарство науки, выеыэй кколн и технической политики РФ '

Саикт-Петербургский ордена Лэнина, ордена Октябрьской революции и орда на Трудового Красного Знашии горний институт мм. Г. П. Пглханоьа

Нз »расах рукописи

Пахтусов Ыихаил Юльезич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ УСТОЙ18ПЮСТИ КРОВЛИ ШРАШГОК ШШШГО УЧАСТКА УГОЛЬНОЙ ШШЫ

Специальность 05.15.02 - "Подгонная разработка иэсторождоний полезных «скопавшх

Автореферат

ч

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сзккт-Озтербург, 1992

Работа выполнена в Санкт-Петербургском горном институте им. Г. В. Плеханова

Научный руководитель -

лауреат Государстпениой премии СССР

доктор технических наук

профессор Борисов Алексей Алексеевич

Официальные оппонвиты-доктор технических наук

пройкссор Шик Владимир Михайлович

кандидат технических наук

старший научный сотрудник Еишшков Эдуард Хамидоиич

* . .

Ведущее предприятие - концерн "Кузнецкуголь".

Зашита состоится -^а*_1892 г. в час

"сЬ' мин. на заседании Специализированного Совета Д 063.15.01 Санкт-Штербургском горком институте по адресу: 199026, г Санкт-Петербург, "'-я линия, д. 2, ауд. 1160.

С диссертацией- можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан 1эаа г.

Ученый секретарь

Специализированного Совета /1 Богуел-шский

доктор техн. наук, профессор/^м'^^/гД-Эмиль Иосифов

- 3 -

ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОГЧ

Актуальность работы. ОтличительноЛ особенностью развития угольной промышленности на сопр«> еином этапе является услигяе-ние горно-геилогическах условий разработки уголышх месторождений. Увеличение глубин» горних рабоу, рост тяжести кровли, общее ухудиение и усложнение геомеханической обстановки в подготовительных и ачкстиих забоях в процессе ведений горных работ преязде всего выражаются в снияыкки устойчивости кровли. Часто случаются значительные зависания труднообрудаомой кровли за механизированной крепью, нередки вывалы пород $ яривабойнсе пространство. Эти явления приводят к поломкам оборудования, нарушению формы и крепи выработок, а, следовательно,. - к простоям и срывам добычи, дополнительным затратам на ре:юит и восстановление выработок к оборудования, повшвшад вероятности травмирования людей.

Эффективная к надежная работа кошшкено-доханизироьанних очистных забоев Еоэшжпа на основе заблаговременного прогноза возникновения воэмолаых негативных явлений, от которш зависит устойчивость кровли вурабегок выемочного участке'. Щ-облс-ш обеспечения устойчивости кровли выработок является одно4 иа наиболее вахиш. при подземной расработюз угольных месторождений, а задача предварительной оценки устойчивости кровли является весьма актуальной.

Цоль работы. Извинение эффективности и обеспеченно безопасности ведения горных робот, на основе контроля изменений расслоений кровли горных выработок с использованием методе» > геоакустического зондирования массива

Идея работы. Эффективная и безопасная выемка пологих угольних пластов при разработке длинными столбами но .чростира-нию (падение) с полным обрушением кровли мойэт г,нть. обеспечена обоснованным выбором расчетной схема изаимодействия кровли и механизированной крепи на основа долговременного прогноза и оперативного контроля кзмэнеяий геологического строения кровли.

- 4 -

горных i¡upfi6a'íQK ti не мо ч i юг а участка, %

Оокоштс исследований:

а) pFjapaCoriw методики оценки устойчивости кровли на с ново ненользоигшип средств долговременного прогноаа и onej

UíhHOl'Q КО(П*рОЛЯ 1ШШ1ЮШШ СЛОИСТОСТИ МаССИЛа;

б) разработка методики автоматизированной интерпретси результатов геоакустических спектральных измерений;

в) создание расчетного метода моделирования процес* устойчивости кровли в призабойном пространстве лапы;

г) создание методики контроля эффективно»::™ разу прочно: труднообрущаемой кровли;

д) апробация предлагаемых 1<отодик.

ЬЕйто.цц исследовпций. Для решения поетаояешшк эа, иепользонан комплексный метод исследований, ькдычашлй ана и сбобцешю литературных источников по прогнозированию уст чивости кровли," ана/..ш1ческне исследования .и шахтный изменяя.

• огуи?кты проведения исследований. В качестве объекта п ведония.производственных'исследований Припяти вахты конце "Кузнсцкуголь".

Нт-.уэдая новизна работы:

- разработана методика долговременного прогноза и one тиьного контроля расслоения кровли ъ процессе ое взаимо; ствия с крепью длинного очистного забоя на основа испольис иия геоакустического зондирования массива;

- создш:а методик i спектральной обработки геоакуетичес го сигнала с применением ЭШ, ойеспечиватащя ловьвкшие ч нооти прогноза строения кровли;

- предломоиа методика выбора параметров необходимой р< ции kjí-пи с целью прогнозирования устойчивости системы "K¡ -г.рсрАл" на основе определения диапазона, допустимых пирайе cusohoro взапмодействил с учетом изменяющегося (с расслоен,

- 5 -

еяаниэма деформирования и разрушения кровли;

- рааработала методика контроля эффективности разупрочне-ии труднообруиаемой крогли с использованием результатов оцен-:и строения крстли выработок.

Оеногшые научные положения, аацищаомые автором:

- для контроля расслоения кровли при взаимодействии еа с ipuaaOoiiuort крепью длинных очистных забоев предлагается-мето-цтса долговременного прогноза и оперативного контроля, основанная на геоакустческом-зондировании массива;

- применение автомч-i изированиой интерпретации геоакустических сигналов с применением ЭВМ повывает точность прогноза слоистости кровли угольных пластов;

- выбор характеристик механизированной кртпи следует производить с учетом регистрируемых изменений параметров расслоения КрОЛЛИ;

- при прогнозировании устойчивости системы "крепь-кровля" выбор параметров необходимой реакции крепи должен быть основан на учете изменения, по мерь расслоения, механизма деформирования и раэрупюнин кроили;

- контроль эффективности радупрочиенин труднообрушаемой кровли необходимо производить на основании регистрации изменения слоистости кроили на участке проводимых работ до и после выполнении рааунрочнеиия.

Лостотерность основных на^пшх положений, нилотов и Ееко^ мендаций обоснована значительным объемом кахтных исследований строения кроили (болео 400 единиц иямерениЯ, более 30-ти профильных . разрезов кров.ад, более; 10-ти исследованных выемочных участков), с достаточной (до 80Z) сходимостью результатов предварительной оценки, при различных вариантах ее ycvc."vi,i-вости и опытно-промьшшчтои проверкой и успешным щюмишшешшм внедрением предлагаемых автором методик.

Практическая ценность работы состоит в повышении эффективности ведения очистных работ за счет снижения материальных

- б -

затрат в результате своевременного выполнения профилактических мероприятий на основе разработанных и обоснованных методов оценки устойчивости кровли горных выработок яри ведении очистных работ системами разработки длинными столбами по'простиранию. (падению) с полным обрушением кровли, а такжэ в предложенной новой конструкции перекрытия секции механизированной крепи, обеспечивающей адаптивность механизированной крепи к меняющимся горко-геологическим условиям.

Реализация результатов работы в промышленности, Результаты исследований и предложенные в работе технические решения и рекомендации приняты к внедрению на тахтах концерна "йузнецку-голъ".

Апробация работы. Основные поло тения диссертации докладывались ira XII Ecqcokohom семинаре по исследованию горного дав-лёиня и охране кииитапышх и подготовительных выработок (г. Алма-Ата, 19î>0 г.); на васеданиях кафедры РШ СПбГИ (г. Санкт-Петербург, 1909-1991 г.г.); на научно-технических конференциях и заседания:: кафедры гидродобычи СМИ (г. Новокуанецк, 1989-1991 г. г.); на технических совещаниях концерна " Кузнецку-го дь".

В полном объеме диссертация наложена на заседании кафедры разработки пластовых месторождений Санкт-Петербургского горного института.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликована 1 печатная работа, получено положительное решение на изобретение.

Структура и объем работы, Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и «заключения, изложенных на 185 страницах машинописного текста, включай -13 рисунгл, 8 таблиц, список литературы из 122 наименований иа 13 страницах и приложения на 23 страницах.

- 7 -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные цели и аядачи исследований, стоящие перед автором, выявлены в результате краткого анализа ранее выполиеннкх в нан:ой стране и га рубеган теоретических, натурных и лабораторных изысканий в области огенки устойчивости кровли.

В дальнейшем иоложоиик смисл термина "устойчивость кровли горних выработок" адекватен несущей способности кровли, критерием которой является ее предельный пролет или предельное обнажение.

Одним из основных факторов, опред^яяадх устойчивость кровли горных выработок, является моадость слоев кровли, обусловленная совокупность» поверхностей' ослабленного механического контакта (OMR), япляеяэдхея лоеерхностяш потонциольно-го или фактического расслоения кровли. . .

■ Значение мовдюсти слоев для оценки иееугдей способности кровли пориин наиболее полно обосновал проф. Л. А. Борисов, на основе своих теоретических и эксиерумеитчы:!« исследований.

Диализ литературных источником покачал, что для предотвращения негативных явлений, сипалнких с неустойчивостью кроили выработок, необходимо проводить заблаговременную оценку состояния кровли.

Прогноз устойчивости кровли ыомэт осуществляться аналитическими, ампирио-аналитическими методами и методами аналогий, что отражено н работах К. А. Ардаиева, А А, Борисова, В Т. Глушко, О.Т. Кузнецова, ВО. Ямщикова, С И. Мглиника и др. Вопросы классификации методов прогноза и оценки устойчивости кроили рассмотрены в работе А. А. Вукк^ка. Основной выиод, который монет быть сделай на основании изучения этих работ: до сих пор остро стоит необходимость иаыекания эффективных методов оценки и контроля устойчивости, приемлемы:', дли практического использования на горных предприятиях. •

Проф. А. А. Высотам кредпежна система раннего предупреждения обрушений кровли, ксторая обт-единяет различнее методы иссл>эдовзчшй строения у. структуры кровли, рздрабегаччыо на кафедр© РШ ЛГИ, Нз прелстгш.задиеся шшчзвдо вопроси примем«-

нил указанной системы, такие как роль (в системе) метода геоа-кустичоских измерений, акрсЗациг. в шахтных условиях, шшкг влияшм трудиеабруша;шй кроили и др. , рассмотрены не в полком оОьеый к до настоящего времени не нашли своего решения.

Для изучения строения кровли в настоякуе. время используются методы: керновоа и схиажинное бурение, карогак скиамш, электрические, теплофизические. ядерио-фипические. Мееледона-ьин показывают., что среди существующих приоритет имект методы нераарушаюаего аондиронапил. Союзной недостаток существующих методов иаганочаотся в ограниченной возможности их широкомасштабного использования для определения отроения кровли.

Б настоящее крема наиболее информативным для получения сводений о слоистости кроили представляется метод геоакустических спектральных иэшренчй "Резонанс". Геоакустические спетралыше намерения предваакаченн для выявления местоположения поверхностей ОШС относительно кровли угольного пласта, определения положения отдельных секущих трепан, оценки глубины развития треаднгоЕатоси» и тесине.

Сухость метода заключается з представлении акустического сигнала» снимаемого с сейемонриемника, в спектраяьном виде с псоледуквдш анализом спектра, для определения строония кровли, шахтной геофизической ашаратурой "Резонанс".

Интерпретация спеетрограмш ваключается и выявлении положительных .экстремумов, определении соответствующих частот и расчете моидости слоев по формуле, применение которой обосновано в результате анализа и обработки значительного количества наблюдений

Г- "V (1)

где Г0 - собственная частота звучания слоя, Гц; - ста-

рость поперечных- (сдвиговых) волн; длн большинства осадочных пород =» 2. 5-10 м/с ±10%:; Ь0 - мощность слоя, и.

Исследовании, проведении* авторами метода, показали, что };ысита ишы ашш жшь|шс«»ч;й ОКК отнизитсльно кровли уголиио--гс пласта можг.-т быть расчитана по формуле (1) поздниеимо он

- 9 -

плоскопараллелъиости структур кровли.

Достоверность метода подтверждена результатами измерений, проведенных на рлде шахт Кузбасса, Донбасса, Льяонсщ-Волынского бассейна и т.д. но падпнин ),!ожпо дометенной гамиссии, образованной ири Украинском филиале В11ИШ1. * .

Весь комплекс представлений о связи процессов расслоении с устойчивостью кровли выработок (в соответствии с методикой контроля этих расслоен«*)) был положи в оснону разработанной автором методики предварительной оценга устойчивости кронли выработок выемочного участка, предназначенной для обеспечения эффективной и безопасной выемки угля при отработке пологих угольных * пластов. Последовательность выполнения операций иллюстрируется блок-схемой на рис. 1.

Для проведения производственных измерений разработана методика шахтных исследований состояния кровли выработок выемочного участка угольной вахты, сос тоящя из двух оенонных частей: долговременного прогноза и оперативного контроля.

Долговременный прогноз состояния кровли преднаъначен для предварительной оценки строения кровли горных выработок и выявления, на основании этого, участков, неблагоприятных с точки зрения обеспечения безопасности подготовительных и очистных работ (зоны с повышенной трещиноватостью кровли, аонн тектонических нарушений, ооны с труднообрушаемой основной кровлей, участки выклиниваний и ¡замощений слоев и т. п.).

Долговреманный прогноз обеспечивается проведением, в процессе подготовительных и нарезны* рабог, . геоакустических спектральных намерений по выемочным игрекам (конвейерному, вентиляционному, ментакной камер«.-). Ввиду того, что метод "Резонанс" непосредственно позволяет определить местоположение поверхностей ослабленного механического контакта относительно кровли угольного пласта, для построения полного и надежного геологического раэрева следует использовать дополнительную информацию геологической службы шахты.

С цель« обеспечения полноты и достоверности оценки устойчивости кровли необходимо определение прочностных и упругих характеристик пород кровли одним иа известных экспресс-методов

1 например3 методом сферических иидентороь, разработанным Е Е Матвеевым) в начгиьиый период проведения подготовительной выработки и, в дальнейшей, при каадом значительном изменении строения кроили.

Ш результатам исследований составляется прогнозная карта устойчивости кровли выработок выемочного участка, на основании которой производится выбор расчетной- схемы взаимодействия кровли и механизированной крепи для каждого на участков выемочного столба, ¡значительно различающихся строением кровли.

Анализ прогнозной карты позволит заблаговременно разработать основные мероприятия по предупреждению и предотвращению негативных ситуаций. . При значительном разрыве во времени (2-3 месяца) меаду подготовительными и очистными работами, необходимо произвести повторные намерения и скорректировать показания прогнозной карты.

Оперативный контроль предназначен для заблаговременного .получения информации о строении кроили впереди очистного забой, ири корректировке расчетной схемы юаимодейстиия системы "крень-кронля" с целью табора или рааработки мероприятий по предотвращению негатинных явлений и приаабойном пространстве лани. Сущюсть оперативного контроля выключается » проведеиш гсоакустичоских спектральных иамзрений по прогнозным линиям, на которое разделена (по длине) лава. В результате обрайотю измерений строится геологический р?йреа но профилю каадси ' прогноаной линии, а такма па лаве. Прогноа строения кропл впереди днижущ/ггося очистного забоя осуществляется метода эйстралолнции.

Необходимость проведения юмероиий определяется контроле критери'итного параметра - показателя \ - надежности (уетойчи нести) системы "крепь-кроиля". В качестве показатели критери оценки может быть принято суточное подвигание лавы иди суточ пая добыча из ляеы.

Достоверность и правильность положений методики оцет устойчивости кровли подтверждается анализом результатов прои; водствонных исследований в условиях шахт концерна "Куанецк; голь". Проведены измерения как в условиях неустойчивой, сро.

- и -

Методикп предварительной оценки устойчивости кронлн

Долговременный прогноз состоя кия крон.пи

10----------

Оперативчый контроль строения кровли

Определение строения и Физшсо-иеханнчееких характеристик пород кровли пэдгстопитол шх выработок выемочного участка

г—3--

Определение, по длине выработок, участков, значительно различающихся строением кровли

С

Выбор расчетной схемы

расчет условий взаимодействия кровли и механизированной крени и построение графика необходимой реакции механизированной кропи

Составление прогнозной карты ус тойчивости кровли выработок вые ночного участка -

-11-

¡Проведение ГСИ в лаве Ь;о прогнозным линиям

-12--

Определение действующей схемы ваимодейст-иия кровли и механизированной крепи

-13--

Прогнозирование строения крсвлк на бликай-кие иесколык' метров впереди лавы

г-14-

Разработка и проведение мероприятий по предотвращению негативного воздействия со стороны кровли

Проектирование и выполнение мероприятий по предотвратит негативного проявления горного давления

Рис. 1. Блок-схема основных этапов методики предварительной оценки устойчивости кровли

ней устойчивости, так и в условиях трудиообрушаемой кровли. Методика прошла промышленные испытания на шахте "^аульская" и .внедрена в производство на шахте "Юбилейная", о чем имеется Акт внедрения.

Разработанная авторам методика контроля эффективности разупрочнения трудиообрушаемой кровли предназначена, во-первых,. для 01>и долбния целесообразности проведения работ по разупрочнению ¡:; о«ди в конкретном песте выемочного участка и, во-вторых, для оценки эффективности примененного способа разупрочнения. Сущность методики заключается в следующем: на основании данных; долговременного прогноза состояния кровли принимается решение о целесообразности и необходимости проведения работ по рааущючнению трудиообрушаемой кровли. Контроль измеиения слоистости кровли, производит«* »¡осле проведения работ, позволяет сделать вывод о результативности примененного метода разупрочнения. . . ■

Целесообразность применения предложенной методики контроля эффективности разупрочнения трудиообрушаемой кровли подтверждается результатами исследований на шахтах Кузбасса. Апробация методики проведена при ра&упрочнении кровли методом . передового торпедирования (шахта "Юбилейная") и методом гидродинамической стратификации массива t шахта им. 60-летия Союза ССР; на этой шахте методика внедрена в производство).

С.целью облегчения интерпретации сигналов и обеспечения ' балыа&й точности определения числа поверхностей ОМК в кровле разработана программа автоматизированной обработки геоакуети-чеекого сигнала, записанного на магнитную ленту, реализованная на ЭВМ типа IBM PC. В основу расчета положен алгоритм быстрого преобразования Сурье. Программа обеспечивает расчет местонахождения поверхностей OMR относительно кровли угольного пласта и иллюстрирует расчеты необходимыми диаграммами. На рис. 2, а приведен пример спектрограммы и построенного по ней,- с применением аппаратуры "Ревоцанс", разреза кровли угольного пласта. На рис. 2, б изображу спектрограмма и разрез кровли, полученные по результатам ыетерпретации геоакустического сигнала с применением ЗШ.

а)

■'f i'i

11«

'SÎ 4

* К Л

/ X I I I

к I

I

I

**

Pi

I I 1 I I I III I III I

m I i 2.5 i

l\

9.0

h M

г.5

ib 12 016

/¿fi*.

'üo г 5

X—

П. Оц.-петрОГрамми и рь&роо Кровли угольного пласта, ио -ншй a nr.iiM'.j!iHt;n>-M; а - аппаратуры "1'евоналс"; 0 - '¿Ш

- 14 -

Аналитические исследования процессов иамечения устойчи-иости кро»ли ннрабогок выемочного участка и зависимости о1 различных факторов стали иродолкением шахтных измерений.

При проведении исследований были поставлены дне осиошш .задачи: оценка устойчивости кровли на осноно расчета нарамот' • ров совместной работы кровли и механиаироигтпой крени; анали; и определение условий разрушения кровли в приаабойном прост ргшетве.

. Для определения условии совместной работы механизирован ной крени и кроили при отработке чиемочного участка длинным столбами и качестве примера предложен расчет, позволяющий оп . ределить предельные пролеты основной и непосредственной кров ли, нагрузки на механизированную крепь, максимальную просиди крепи; оценить влияние* осадок основной кровли на работу кропи

В основ/расчета положен экспериментально-аналитически метод. Алгоритм расчета построен на предложенных проф. А. А Борисовым методиках определения основных параметров, характе ризутдах совместную работу механизированной кропи и кров л очистяого забоя, с учетом рекомендаций Е Д. Слесарева, СЛ Кузнецова и др. Использовалась следующая последовательное! решения; подготовка исходных данных к расчету; определена «всткостей породных слоев, слагающих кровлю, и наделение, ц основании этого, Гранин расслоения пород; расчет основных лг раметров совместной - работы кровли и механизированной крот анализ результатов; непосредстьенно прогнозирование устойш вост'и кровли.

В качестве неходких даншге л расчете использованы реаул! тати шахтных намерений. ' Недостающая для расчета информация ис лучена с помощью шроятшетно-статистической модели, ргшрабс тонной проф. Е Н. аряночш. . ;

Для* анализа условий ' разрушения кроцли к призабоЛж пространстве, на осного упрощениях формул, било нронидено № делипование .горно-технячесшй ситуации г, очистном агйое.

В качестве . способа нсслодоьиг.ий рассмотрена возможное* применения физическое и аюлоговое'моделирования. Ввиду топ * что физического моле--»ирц.гг1ния недостаточно для решения пробл

- 15 - .

мы. так как оно не позволяет учитывать определенных факторов, а также не дает возможности исследовать ряд процессов, протекающих при веденш горних работ, для проведения анализа принято аналоговое (или математическое) моделирование. ■

В процессе' численного моделирования горно-технологической ситуации решалась упругая статическая задача,' основанная на теории Задок и плит. В качестве граничных условий принято: каждый слой кровли является однородным и изотропным; нагрузка на первый слой определяется суммарной мощность» слоев непосредственной кровли-, основная кровля не лригружает непосредственную; отсутствует отжим угольного пласта; реакция секции механизированной .крепи представлена равномерно распределенной по- длине перекрытия. Расчетная схема приведена на ■ рис. 3.

Расчет напряжений в опасном сечении 1-1. нижнего слоя непосредственной кровли, производится по формуле

- 6 / 2 - Я-(1*/ 2 + 1„-1пл-)>, С2)

а напряжения в опасном сечении П-П определяются по формуле

вй.£,- б / - 1,// 2 - 2 + 1„», (3)-

где (¿> - напряженна в первом ело« непосредственной кровли, !Ша; - мощность нижнего слоя непосредственной кровли, м; <4 - интенсивность нагрузки на нижний слой кровли, МПа м; 1 - су},тарная длина рассматриваемой балки, м; К - реакция секции механизированшй крепи, Ша/м; 1„ - длина перекрытия секции крепи, м-. 1„, - раамер пригабойного пространства, м.

Условием отсутствия разрушений кровли в сечении 1-1 является <з;.7 < |£э I р , В ТО ЯИ В ре 1.1! при выполнении условия ¿¡¡.г, > ¡¿1с*с' происходит раздавливание первого слоя тц перекрытием секции крепи.

Исходя из этого, предложена методика определения реакции крепи, обеспечирагаей предотвращение разрушения кровли н при-забойном пространстве. Нидаз приводится последовательность ре-

а) 1« |1

Рис. 3. Расчетная схема для моделирования горнотехнической сиуачии в приэабойном пространстве

.•лита задачи:

н) по результатам зондирования вы?мочныЛ столб разбивается на участки, различаются строением непосредственной

КРОВЛИ, МО а>: ОСТЬЮ И ЛИТОТИПОМ ПОРОДЫ ПерВОГО 'СЛОЯ; •

б) для каждого участка строится график зависимости напряжения от реакции крепи (используя дакни- о механизированном комплексе, Еыбраиком на атапе лроеетировакин) :

- 'растягивающие напряжения в с^чйнии I-I пергого слоя считается положителъными и наносятся на график вьгае оси R-,

- сжимающие напряжна в сечении II-II первого слоя, считаются отрицательными и откладываются ¡га график«? ниже оси R;

в) определение диапазонов необходимой реакции крепи производится, как показано на рис. 4.

Бьиду того, что предложений расчет содержит ряд допущений, в реальных условиях рекомендуется применязъ более совершенные расчетные формулы.

Так как работа комялексно-механизироБанлого очистного забоя происходит в условиях непрерывно изменяющейся горно-геологической и горно-технической обстановки, озновоЛ для принятия реценил об изменении параметров крепления и управления кровлей является потеря устойчивости системой "крепь-кровля". В практических условиях использования одной только номограммы недостаточно. Следует применять средства повышения устойчивости кровли, например: перекрытие секши механизированной крепи, разработанное автором совместно с проф. А. А. Борисовым, стойка шханивироваиной крепи с переменным сопротивлением, пневмобал-лонная крепь и др. ' -, . .

Предварительная оценка устойчивости кровли и управление устойчивостью системы "крепь-кровля"¿амо по себе не обеспечит эффективной работы комплекско-мгхаииэированных лав, Наиболее наде'жннм средством обеспечения такой зффэктивной работы, с учетом результатов долговременного прогноза и оперативного контроля, является вы'ор базового типа оборудования, корректировка которого, при минимальны/ затратах, обеспечит необходимую адаптации предварительно азданночу режиму работы;

£

то,

Рис. 4. пример'построения номограммы для определения необходимой реакции крепи

- 19 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

-В диссертационной работе дано 1 ново» решение актуальной здачи,- имевдгй с умственное еначение для угледобывающей про-ышленяости - повышение эффективности и обеспеченна Оезо-асности ведения горных работ, на основе методов физического ондирования изменений расслоения кровли горите выработок.

Основные научные и практические результаты, полученные ¡ри выполнении автором аналитических и шахтных исследований, »включаются в следукдам:

1. Разработка большинства угольных месторождений характеризуется ухудшением горно-геологических условий» что приводит < повкзеяию. травматизма, срывам добычи, необходимости увеличения ватрат на ремонт и восстановление выработок и оборудования, а, следовательно, - к сниюенют эффективности горных работ.

2. Изучение литературных источников, в том числе работ а С. Ямщикова. Э. X Чишнякова, С, Т. Кузнецова и лр., а такие анализ производственного опыта показали, что на шахтах не обеспечивается заблаговременная сценка устойчивости кровли выработок выемочных участков и соответствующей методики не существует.

3. При оценке устойчивости кровли наиболее информативным и эффективным является исследование строения кровли с использованием метода "Реяонанс", однако аппаратные средства, применяемые в настоящее время, обладают ограниченной частотной избирательностью.

4. Обоснована методшса долговременного прогноза и оперативного контроля изменения строения кровли выработок выемочного участка, позволяющая ввблаговременно оценивать возможность обруиданий кровли, учитывая ее взаимодействие с механизированной крепью.

5. Предложена метод tuca интерпретации акустических сигналов, получаемых при физическом зондировании массива, основанная на их аналого-цифров'ой oí работке с использованием ЭВМ и позволяющая обеспечивать более точную информацию о строении

- го -

кровли, по сравнению с ныне применяемой аппаратурой.

6. Для аналиая устойчивости кровли в щитабойдам пространстве создан алгоритм исследований, осьованный на использовании не лученной с применением физического неразрушакщего зондирования массива информации о строении непосредственной кровли очистного забоя.

7. Исследования устойчивости кровли призабойиого пространства показали, что несуш&я способность непосредственной кровли в целом, и ее нижнего слоя в частности, является функцией от мощностей, прочигмтннх свойств и условий взаимодействия асе* ее слоев, б-личины реакции призабойной крепи, своевременности и полноты перекрытия обнажений кровли.

8. Разработана и внедрена в производство методика предва-. рительной оценки устойчивости кровли выработок выемочного участка, которая позволяет производить выбор расчетной схемы вваимодействия кровли и механизированной крепи в соответствии .с реальным строением непосредственной кровли, ее прочностными и деформационными свойствами, а так*» с учетом взаимодействия непосредственной и основной кровли.

Предложена и внедрена в производство методика контроля ••3||Ф?ктивнооти разу«{очиенин трудвоабрушиемой кровли позволяет оценить необходимость применения разупрочнения кровли в данных условиях, а такж.з оценить наличие или отсутствие эффекта ра-вупрочнэиич.

' 10. Коная конструкция перекрытия секции механизированной крепи, продлолйни&л в качестве технического решения для предотвращения вывалобСразованиа и внезапных обрушений, позволяет повысить адаптивность механизированной крепи к конкретным гор. но-техническим условиям, ,

11. Экономический народиохоьяйетвенный от . -внедре-

ния. методики длительного прогноза и оперативного контроля состояния'кровли ьиработок выемочного участил в 1690-91 г. г. на шахте "Ювилейннм" составил 142. 9 тыс. руб. Экономический эффект от внедрения методики контроля эффективности разупрочнении трулнообрушаемой кровли на шахте им. СО-л^тия Сопла О"? в 1991 г. ооотаьил 37. 5 тыс. руб.

Ооюппиа научные результаты диссертации опубликованы в следуккдох работах:

1. Пахгуеои М.Ю, Изучение штиння характера поведения кровли на ведение очистных работ в условиях иахти им. 00-летия-СССР Ш "Шкувбассуголъ" //)Шапика горных пород. - Л.: ЛГИ, 1890. - С. 94-97.

'2. Способ оценки устойчивости кровли горних выработок /А. Г. Гликман, 11 й Пахтусов, И, А. Симанский, А. А. Стародубцев. - Под. решение от 26.09.91 по заявке N 4339659/03/066032, приоритет 14.06.90.