автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Совершенствование способа управления горным давлением в очистных забоях шахт, отрабатывающих россыпные месторождения подземным способом, в условиях многолетнемерзлых пород

Государственный комитет Росай. -ей Содорадки по вьи.деыу образованию С АНКТ - ПЕТ ЕРЕУРГСКИЙ ОБДЕНА ЛЕЖКА, ОРДЕНА ОГ'ЯВРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИЯ Ж ОРДЕНА. ТРУДС201 ^ КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ. Г. В ПЯЕШГОЕА (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНЙВЕРООТЕТ'

На правах рукописи

Макаров Андрей Владимирович

СОВЕРВЕНСТВОВАНКЕ СПОСОБА, УПРАЕЛЕНИЯ ГОРНЫМ Д4ИЕЯИЕМ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ ЩАХТ,. ОТРАБАТЫВАЮЩИХ РОССЫПНЫЕ МЕ0Т0Р02ЩЕШ1Г- ПОД-ЗЕМНЬ^ СПОСОБОМ, в условиях много.танЕ1Е?алчх ПОРОД.

Специальность 05.15.02 "Подвемная разработка месторождений полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата т ::н«чееких наук

Санкт- Пе-хербу ^г 1953 г.

Работа выполнена а Сангсг-Петербу тек м ордена Ленина, ор-дегЛ Октябрьской ревешзции и ордена Трудового Красного Знамени Государственном горной институт». 'им. Г.Б.'.Плеханова.и АО "Лен-золото"

. йаучньй руководитель: доктор технических наук, .. профессор Борисов

Алексей Алексеевич

Официальные оппоненты; Доктор техычесгих наук профессор'

Воскобоев Фридрих Николаевич

Кандидат техюгеееккг наук

доцонт

Долгий . Иван Емельянов^

•'ас.

Ведуне предприятие - Институт ЯРГЕРЕДМЕТ Защита состоятся " ^^п %

- /Г

Ш^г. в

мая. на заседании специалиэирозанкого совета Д .063.15.01 I Санкт-Петербургском горном институте им. Г. В. Плеха-ноаа по адресу 199028 г. Санкт-Петербург, 21-линия, дом 2, аудитория у ^4 /у

" " ''' 199 7 г.

Автореферат разослан

Учёный секретарг Специализированного Совета д. т. к. --у ,

Богуславский Эмиль Иосифович

лглтла ичол^гггтпл-гмг.м слслтчг

Актуальность темы.

Развитие подэешой разработки россыпных ьйсторозщзккй в ■ условиях многолетней мерзлоты сдерживается отсутствием содэр-; шенкых способов управления горным давлением, включая средства надёжного поддержания яркаабошюго пространства • очиогных забоев. . .

Камерное и камеряо-лавныз системы разработки,. ..^икеняемке достаточно широко, : ^пользуемые-в основной г'-за натига низ-непроизводительного забойного оборудован!:я и. отсутствием ( надежных средств крепления, характе- зуютая значительна: потерями а целиках (до 257.), высокой трудоемкость» операций по креплению, бурения, заряжании и уборке горной кассы, дальнейший рост производитель носги труда* в этих условиях при традиционных технологиях и значительном подорожании - ручного .труда становится невозможным, что заставляет с научно'' тощи зрения иодаодить к решеняю этой слодкой проблемы.

Попытка применения столбовых систем разработка с лспользованием механизированных кошяекосв и трашсфг мации угг "ыгтх технологий на росскпнет месторождения да дали существенных ре-зу штатов из-за сложностей управления горным давлением и специфических 1 ловил эксплуатации гидросистем кр*пи. Вопросы управления кровлей в условиях многолетнегл. ..злых пород затрагивались и глубоко изучались ожогами учёными страны ( Скуба В. Е , Лубий К.И.Цудлай Е. Д., Мзыаев&А,). '

В течении ряда лет группой учёных кафедры Раэрабо 31 пластовых месторождений Санкт-Петербургекого г( ного института (Толстунов С. А. , Монтиков А. В., Яйбвлэв В. В.) про годились исследования по внедрении столбовых систем разработки на месторождениях АО "Ленголото", где 1987 году били проведены испытания пневматической крепи "Лгла-П". Делью испытаний ставилось Оаре- • деление аозшгаости пртзквшш пнээкэтк с зс 'крепей, и чаеткч- ; ной заклгвуработакного пространства з условияхмноголетне-мерзлых пород. Испстбяия пода~.>рдшш эту возет.чноать, что нашло отражение в научней работе на соксканче-уг??яай. степени кан-

двдата технических наук, ааорфшой В. & Кзбелевьм в 1992 году. Дальнейшие работы и реалиэгхж?; технологических схем с более совершенными конструкции© кревей позволило груше Еышенааван-ных учёных, с участием диссертанта, подойти к cor ihfjo механизированного комплекса на базе пневматических крепей для условий шогодегнеуарзльас пород.

Диссертационная работа является логическим продолжением научнее ксследовгяиа,. проводимых группой учёных кафедры Разработки пластовых месторождений Санкт-Петербургского горного института (Толстунов С. А. ,2&>ктиков ■ А. Е ,Мэбелев Е В. .Макаров А. В.), а так же являете частью научно-исследовательских работ, чыколненкых в соответствии с отраслевой программой КП-2Г "Гдавалмазэодото", кафедрой Разработки пластовых месторождений при Санкт-Петербургском горном институте по теме: "Совер-ceüct» .ванне техники и т&кнспогй^ подземной разработки россыпных месторождений TL 0. "Ленгалотс" ка баге самоходных малаш, пневматических крепей и способов управления кровлей частичной гаклад'лэй выработанного пространства".

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: - повипс-нке надежности управления кровлей в очистных забоях вечнлмёральос россыпных месторождений.

ОСНОВНАЯ ИДЕЯ РнлОШ переход с управления горным давлением целиками, кг плавное опускание кровли без разрыва сплош-нс ти о использованием частичной вакладки, за счет применения составной пневматической крепи "Леиа-2".

ОБЪЕКТОМ КСОЛЕДОЙАЖЯ является технология очисгньк работ в условиях шюголйхпзмэрзлш: россыпных месторождений АО "Лен-золотб".

. КЕТ ОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ включают:

- анализ и обобщение литературных источников, авг рекже свидетельств, диссертаций, научных трудов и других фондовых кат>закалов, а тах передового прогявсдсхвенног-о опыта;

- аналитические исследования параметров управления горным дазлашзм я алемэкмв крепхеяия;

■ - лабораторные исследования взаимодействия разлзг-шых по Четкое опер и непосредственной кровля? *

- изетныэ исследования взаимодействия элементов гибкой технологии в очистном забое;

- техникс-эконглмческкй. авгишэ пр! 'ятьк технических рэсэ-

нгй.

0СК0ЕКЫ2 НАУЧХ-ЪЕ ПОХО/ЕЗКй. завдщзэмыз авторе ', ¿аклоча-Ю?ся в СЛеДУ«ЭДЭ№

- в условиях отрицательны:-: боковых пород несущая способность ссстазных снезиатическнх крепей "Дэна-2" достаточна для обеспечения устойчивого состояния кровли в пркэайойном пространстве , имеющего ирину, позволяющую безопасно применять самоходные шэпкы;

- применение составных лнезмобалловкьк крепей с увеличенной площадью контакта с боковыми порода»,я в сочетании с частичкой еакаадкой позволяет сбс-спзчить совместное деформирование основной к непосредственной кровель без разрыва сплошности последней;

- ражш деформирования шгоголеткемёрэлой кровли без разрыва сплоености сохраняется при углах кггиба до 4 градусов;

- отставание частичкой -еа-дладкк от крепи не додано превышать 1/4 от экзкзалэктного пролета выработки:.'

НАУЧНАЯ НЖ2НА работы заключается в следующем:

- аравнителъвьш исследоЕ&шшш показано, что применяемая ранее крепи типа. "Лена-П" не полностью обеспечивают сохранность кровли. Для обеспечения сохранности кровли угол перегиба, как над а- *>сем. так и зблъи при контакте с породным зало: должен быть кэ более 4 градусов;

- установлена ¡к-линейная еаыюКкасть изкенэкия рас -:етных де<*орыацил кровли от реэдгцкй крепи, в расстояния от очистного забоя; .

- определена пределы изменения расстояний между пкевмок-репьа к породным валом а процессе лерэдвюкк;

- предложи новый способ упразлэнкя горнш давлением, который в отличии от с^еств'лош-!::, - обеспечивает перегибы слоев ыноголеткеьк злей непосредственной кровли без рззрцва сплош-

- о -

F 'ти;

М0СЮВЕРК0С1ТЬ К ОБОСНОВАННОСТЬ научных положений, выводов и практических рекомендаций подтвервдазтся результатами четырёхлетних шахтных исследований ка шахтах АО "Лэкголото" в 1S38-1922 гг, достаточной сходимость результатов шахтных и лабораторных ксоло эваний достаточной сходимостью аналитических рассчётоз и данных натурных изследо-ьаннй (15%).

- ПРАКГ^^ЕОКАЯ ЦЕННОСТЬ результатов, полученных з диссертационной расоте зг\клячзэгея в следущзм:

- Екерпэкпе результатов иасдедоааа. , и методики рздсчёта параметров одасоЗа управления кровлей даёт ' возможность во-•haL .ib производительность забойного.' оборудована в 3-Б .раз,' снизив расход леса, на крепление очисткой выработки • до BOX, исключить оставление мзэдукамерЕьзс целиков; ■

* цраддююаа новая конструкция гоешифеяя, отучающаяся от предыцущк наличием мгхаяиэш стабилизации устойчивости крепи и р&ско логшиш&од контактной; зяоцздзю крепи 'и кровли;

- -предложен паспорт крепления о"-:.{ствого забоя и управления гориш давлением в условиях гдгоголетЕбмёргчЕы:-: парод.

РШЕЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЗВОДОВ* дпсс-эртацпонкой-работы:

- ка сакте "Енмняя Еача" проведены опкгно-про.'.ллиенные испытания текнологял вшикн-прошлаота 'с пр:-и.;:-вёнкем пневматической составной крепи "Лека-?."; *

- определена '»ффокгивюсть работы • крена и установлены технологический параметры её работы в еочеташ:;' с бура-взрыв- . ной отбойкой горной ¡/ассы п погрузила саиздсдаюш ыапикэми.- •

ДБРОБАДКЛ РАБОТУ.

Основпнэ положи;:?, диссертационной работы докладывались 'на техническом совете АО "Ленэолото" (г. Бодайбо, 1522г)-, на кафедре Разработки пластозых м&стороидоняа (г. Санкт-Петербург, 1S92 г), па ^сесохгнэй научно-практической конференция "Kotsi-чское осзо=ш:е техногенные местороедекий" (г.Челябинск, 1930 г) и техническом соаете АО' "Российская норкерацда "Алмаээоло-тс" (гЛ/Ьсква, 1993 г.).

ПУБЛИКАЦИИ Основное содержание дкссарга^окной ы

отражено а шести авторских свидетельствах.

СТРУКТУРА РАБОТЫ. Дисге&'зцтяипн работа яре до так :,з на 176 страницах машинописного тате га и состоит го лводен'ш, шести глав и общих выводов, содержит 1 лк^пго:', ^ tc'li: л, список использованной ж эратурн. вшмчзшдей 87 наймежж'<

0CEDBH0E СОЪ.РШШЕ РАБОТУ.

Диссертационная работа выполнена нз при "»ре одного • значительного галичества террасовых месторождения, имеющих общее сходство в геологическом отразили, « расположенного в долине

реки Еача. В целом участок лредсгавлэн несколькими отдельными россыпями, располоййн..ля ¿з нзлосредсй! ¿мдой близости друг от •друга, но не связанными меаду собой. Г-уЗкна залегания г.ластп достстает 100 метров, tcipicia рассыаи от 4G до 80 метров. Ширина россыпи находится в прямой вагпсниссти от ширины г; бокого тальвега и наполняющих его продуктов отхокения илллгирского аллювиального цикла. Мощность продуктивного пласта колеблется и в среднем составляет 1,8 кэтра. Вшимаэмзя мощность - 2,4 метра.

В апологическом отношении пласт кслно разделить на три слоя - верхний, средний и нижний:

Верхний слой, связанный с руслозой фацией аллювия', представлен галечкыми образованиями с песчаной глиной 1«*м-но-серого цвета. Мэщнэать его колеблется от О,В до 3,0 метров.

Средний слой представлен выветренными, слабо окатанными обломками галью.. Он соотнес иует данной фации аллгаия.

Нижний слой сложен чисто едпсаигианаки. образованиями, слабо выветренных, сильно трещиногагих пэсчанякков, алевролитов и глинистых с^дкцаг

В общем пласт шлаглинлеть.^, легко гуодазястый. Валунов фации аллювия +2DQ мм менее 10%.

В температурном отяоданжи ,-• россшь гл-рвлая. ' Местами асгречаотся сухие талики. Тензармэ^а ¡йрэглх пород. колеблется от -0,5 до -2,0 С. Шрекрдаамщзя тогпз >я;,:1г.^азвнх отлоиений полностью мерзлая. Температура r^paxo-a а с радием -4,0 С.

- 'а -

Коэффициент разрыхления вмепрщих пород в мерзлом ссстоя-я1д1 Нр-1,62, н е талом - Кр-1,13. Текстура массивная. Льдистость составляет 5-10%. 1йрздая порода а массиве практи- ' чески не имеет видимых трел?1Н. 1Ь данным ИбГИ прочность горных пород . к счатке составляет 2,7 Ша, на растяжение 0,15 Ш1а.

В начальный период освоен~л месторождений р. Нижняя Вача испольсовалисд кзмеркэ-лазные систеш разработки с поддержанием непосредственной кровли деревянной крепью и буро-вгрывной отбойкой горной массы. Основная кровля при атом шддергяш. ась целиками.

Ранее, на осноЕе научно-исследовательских работ, проводимых СПбГИ, было установлено, что параметры камерно-лавной системы разработки применительно к скреаершй доставке, находятся в области оптимальных значений. Использование погрузи- достаточных машин вместо скреперов заметного- увеличения" производительности труда не дало из-за наличия деревянной крепи и целиков, что ограничивало возможности ьедян.

Анализ поь^зал, что при сукэстзупцрй технологии ведения очистных раЗсж и буровзрывной отбойке горной массы, более предпочтительны стоябоьие сиотеыы разработки, поскольку они погво -щг снизил потери, ушньшть обчаи вареаньос работ и эиачтемыт повысить шрсиз вода'ельность груда.

Езреход на стол&овна сгх еш разэабог .и требует разработ-¡21 эффективного способа управления кроглей, таге как кровли вечвогйрзлых иесторо.«денкй главный образом представлены труд-нооСруззащэмкя к ^руднорасслаивагщэмкся кровлгет, что предопределяет весьма больше динамические нагрузи: за лр;вайайнух, . крепь. Вопроса;.« управления горным давленжи на рогсьишък сзх-тах облаем! многолетней мерзлоты занимались тага» учэваэ, ; ЕУдл^й Е. Д. , .фбий В. II , Скуба Б. Е ,Слопцов А. 2. .Игхзаь I р1.1сое А. А., Толстунов С. А., Монтикоб А. Б., Еебелев Е-Е.

В последние годы с участием автора создана би-ее еагёр-шенная конструкция пдавмобадлонной крепи "Лэна-2". Л охлкгпз от ранее применявшейся кр^пч "Д?ча-1Г, крепь виеет.

увеличенную в 2,5 раза площадь контакта с 'боковое дородна.

Оолыцуа раадвижюсть, лутауг аащгацршость от 1!рямого воздействия разлетающихся при взрывных работах кусков породы" и ишщувся систему стабилизации устойчивости.

Секция крепи состоит из четырех пневмсбашшнов б ГОД, расположенных соосно. Система стабилизации 5'стойчивссти состоит- из короба с днищэм, четырех силовда пружин, соединительных тяг й нижнего оснований. Ниямее основание имеет прицепное устройстве для перэдвияки крепи (рис.1).

На основе изучения закономерностей проявления горного давления в россыпных шахтах учёными (проф, Борисов А. А., доц. Толстунов С. А.) Санкт-Петербургского горного института рекомендовано использование янев^обаллонных крепей з сочетании с частичной аш.^адкой выработанного пространства Трехлетняя эксплуатация крепей "Лена-2" в условиях отрицательных температур биковьа: пород, б^о-г'рьгвной отбойки горной массы показали, .то такие крепа устойчивы и работоспособны, хорошо взаимодействуют с Рокоеыш породами, имеют достаточную несущий способность, хорош: отражают разлетающиеся куски горной массы при взрывных работах и создают исключительные удобства при уборке отбитой горной кассы погруэо-дог-азочныш маидшаул. Исклшительность заключается а' том, что при производстве ззрывиых работ крепь служит своеобразным экраном, не позволяющим далеко разлетаться отбиюй горной массе, тем са:,м уменьшая время на зачистку отработанной ялоцзди п поззоляя увеличивать коэффициент мазпткого времени. Все эти пололителькие качества крепи долдаы в полной мере сохраниться и ей® более расшириться-для "чевматических крепей более высокого технического исполнения.

Составкыг/пневматичесые крепи (дал^е по тексту ЛЗХ) должны обеспечивать:

- необходимую задана л) несущую способность в условиях отрицательных температур пород;

- высокую надежность и безопасность рабо*1 при ка нчии горного давления и динамического воздействия разлетающихся кусков поро. 1 пвд взрьшных работах;

- минимальные затрат^ времени на монгол и депонтам:

- 10 -

- хорошее гзшмодействие крепи с различными тшэми су-чрствукщзго горно-транспортного оСорудс. ara.

- крепь должна иметь низкую стойкость и низкую металлоёмкость.

ЗАДАЧИ ЙССЗДОВАШ:

- изучение работоспособности составной пнеамобаллонной крепи "Лена-г" в условиях многолетней мерзлоты;

- изучение ^акономерноотей—проявлена*--горного давления при вэшыодейстзии пнекосрепи и вшщикцих пород в сочетании с буро-ьэрнвной отбойкой горной массы;

- разработка методики прлшнения пневматических созтшшы*-крепей при погрузке "орной массы в забое самоходными машинами;

- изучение работоспособности искусственных опор дай поддержания выработанного пространства;

- определение экономической аф^гегизносхи применения пневматических крепей в очистных 83боах.

Е процессе аналитических исследований было установлено, что для условий многодетнемёрзлых пород предпочтение следует отдавать пневматическим крегаш. .j как работают СЕК типа "Лэ-нэ-2" в шахтных условиях, и какими параметрами системы разработки кеобхо;. ш руководствоваться - всё гто доданы показать теоретические и шахтные исследования. >

Исходя из работ В. Д. Слесарева и А. А. Борисова, которые доказали, что твёрдые слоистые породы кровли, в зависимости от типа треы?. эват.тсти, ¡aera достаточно близкую аналогию с работой тонких плит и поньзуйоь' допущенияш что основная кровля представлена мбрглой плитой, однородной и изотропной во всех направлениях, что внутри рассматриваемого мэра..рго массива отсутствуют участки, сложенные тальыи породаьм, а так же тем, что величина отокдателыгых тешератур во всех точках одинакова и учтивая, чхи в расчётах исиользовэна вяако-упруго-пдастич-ная шдсдь, можно говорить - паг передвпжи крепи "Лена-2" равняется величине уход-1, забоя яа цикл, а шаг установки крепи от длнки забоп определяется по формуле:

Г VI ,

- Ш1 ;нт инерции тонкой плиты,- М4 6" - нормальны;) напряжения, возникают'" . при изпгба

тонкой плоты, Па/Г42; q - равномерная нагрузка по всей длине плиты, кН.*,

- мощность непосредстзеннсй кровли, м; В - ширина основания СПК.м. к колеблется, в завис..мости от горно-геологических условий, от 4,0 до е,0 метров.

процесс деформирования мёрзлой плиты сопровождается иэмег нением структуры аыепщщшг пород - перекомпоновкой 'вёрдьсс частвд, нарушением и восстановлением механических сгяэей, развитием дефектов структуры ( образованием макротрещин и пр.) и их заживлением. Благодаря вязкс-пластгиному деформированию эти процессы протекаю? во времени," обуславливая свойства ползучести мёрзлых пород, у которых пластические скойстиа во многом «зависят от наличия в их структуре льда-цемента.

На основании теории-предельного равновесия, эная мощность отслоившейся части.горных пород и величину изгибающего мэмьдта тонкой аисты был произведён раесчЗг величина просеки СПК и. породного вала при взаимодействии системы "кровля-породный вал-СПК-плпст" и использован: м сложной кубагурной формулы Га- _ усса. Рассчё'лЫ показали, что эта величина находится в допустимых пределах и позволяет безопасно эксплуатировать состакньи пневматические кр т, тричёи, при Пистояга-ом удалении ряда секций крепи "Лзез-2'' до извес*. дго преде/л (до 24 иотрон' от породного вала) происходит уменьшение реакция крепи р процессе воздействия на неё горного давления, а основам чагрузки при- , шагает на себя породный зал.

Рвссчёты прогибов непосредственной кровли в условиях из. меняющегося состава вшщщих торг производились ио усозер- -;

тьяствованкой программа ST-30 ЫКЭ ВЕЛИ, разработанной в СПйГИ.

При зтом, в усовершенствованном варианта программы коэффициент постели, опрвделясщяй силовьк? характеристики опор,. ' "'водится э виде подпрограммы, рзиаюцей систему уравнений начального и коночного состояния опор. В ра-:ее разработанных программах (Толстунов С. А. , Ментиков А. Б. , Ее белев В.Е) коэффициент постели определялся кусочно-лик ?ной функцией, ап-рокпимирупцей комиссионную кривую гакладочкого материала. РассчЗты показали, '-no такой способ определения коэффициента . постели даёт изпео течкыо результаты, однако позволяет избавится от поэтапного рассч^тз и. лабораторных исоледоьаккй получения компресспояньзс характеристик закладочного материала. Проведение аг иогичдах раесчатог в яаи&яккцкг.ся 1-орпо-гоодоги-ческшс условиях позволяет ощ делить гюложе.аде крали относите ль ь . забоя, то* "'от "Ь кггет к максимальное удалэяиэ закла-. дочнто массива от линии куепи. Рассчёты позволят- определить давление воздуха в системе шнмюкрепи, которих задается начальный распор с учётом шкырдк контакта крепи я кровли выработка.

Ш основания пропед&нных исследований установлено/ что расстояние ст крепя до породной опоры зависит от свойств слагающее пород кровли и з наи ).пэе неблагоприятном участке составляет нз Солее 1/4 эквивалентного пролета выработки. При этом предполагается, что недогакладка выработанного пространства не превышает ЯОХ ох вынимаемой мощности.

Анализ горка-геологических услов.^ месторождения "Нижняя Еача" показывает, что возведение породных валов в качество эаклэдки ыаезвза путём направленного взрь" а перод плотика не всегда технгпаскл возможновыход лоякого платкка и пр.). "ipsa од^жности ведения взрувньсс работ■по выкладке бутовой полосы " непрерывно меняющихся условиях аздэгагИ'л плотика возможна кедоэакзадка ЗС&. Поэтому, безопасная отработка таких участков требует оператианого возведения кскусстзек-1щ; конструкций- в, эыработагшом пространстве взамен породного вала*

Качественная картина влияния характеристик, искусственных зпор изучалась га моделях кэ эквиа аентных материалов. ' При

- 14 -

этом рассматривались следующие типы опор:

- дестгае опоры с ограниченной податливость», например конструкции на кирпича и бетона;

- податливые ив насыпчых материалов;

- .юда ливые с регулируемой в случае необходимости, характеристикой сопротивления, тате называемые сотобдоки.

На основании проведенных ».«следований установлено, что жесткие опоры прпмекяг^ нежелательно из-аа появления разрушений в кровле пласта в месте контакта с опорой. Нэсткче опоры э эсгж условилх работают, как штампы и существенного замедления осодания кровли ш подучено.

Податливые опоры кз каоьйхньж материалов икект более близкие характеристики к характэристккам породного ¿ала, однако их воззедекие затрудненно из-за отсутствия средств механизации.

Шибольшее применение в этих условиях мом&т иметь сотоО-локовая конструкция опоры, разработанная в СПбГИ.

• Сотоблок представляет собой сборную коробчатого сечения конструкции из твёрдого материала (например фоефогипса я цемента и пр.) .с ячейками одинаковой формы в- пределах одного слоя. Сотоблок состоит из одного или нестольких слоёв, в ва-виошостк от еыяи.\звмо11 мощности лдаота. Сборка конструкции производится в паределёг"'ой последовательности: репетчатье .слои с шнышми размерами ячеек располагайся бдзеге к центру конструкции. Ьйвду слоя:«: ус. ¡навливзкпея прокладки из материала аналогичного материалу-коробчатой конструкции сотобдока. 1'Ьнтаж согоблокоз производится вручную, на заранее определенном по рассчету месте в выработанном пространстве за линией крепи.

Искусственно созданная опора работает следущиы образом. ГЬ мере ^азьития критических напряжений в массиве происходя сседашм кроялк, что приводит к сиатию сотобдока. В сотоблоке начитает р^рушаться от сил сжатия слой с более крупной формой ячеек и ¿¡атериад разрушенного слоя начинает попадат. в следующий слой, где продолжает ириню,ать на себя нагрузки а виде подушки, тем самым обеспечивал '»гу^уешеть сопротивление ли-тостатяческому давлению. Несущая способность сотобдока опреде-

ляется ш формуле:

P-kcAJ ikH

где:

ki - коэффициент пропорционально! и, учитьваюадай вы-нгпгэцую мощность плаета m (при md. О м ki~l; при ПК1.Е м к 1-2 и т.д.); А ~ предел прочности материала сотоСлока, кИУм2; j3 - геометрический коэффициент, и*.

Д S.

Л 'У.____ v

^ Ж

где:

- общая площадь сотобло'-а, м2

где:

У -

количество.ячеек в слое,шт.

Пг - число слоёв.игг; к - высота решётчатого ело ,м;

- размеры сторон ячеек в слое i .еи-ний и внутренний соответственно, м.

Исходя из предлагаемой формула очевидно, что ньсуеря гпособнссгь сотоблокэ увеличивается по i«;pe его сае-.тия. Ча >сноьакии проведенных лабормарньк исследований подучена характеристик искусственной опоры, которая имеет нарастающий сарактер (рис.2/.

- 1в -

Сотойлоковые конструкции позволяет достичь плавного опускания кровли без разрушения последа й.

.Тээтому, ч тех случаях, когда возведение породного вала затруднено, рекомендуется установка сотоб до новых конструкций.

Рис.2. Характеристика искусственной опоры ( отобдока).

Шахтные испытания крепи проводишь при отработ-

ка тгррасоаой россыпи £3-26 метров уровня р*ки Вача. Планом испытании предусматрлв- тось исследование кгепи на устойчивость к р&ботоспосойногиеь в реямш длительного воздействие иагруаки. Дгя этого секция крепи была установлена на сопряжении вырабо-.

- 17 - .

гок а накачана до рабо-tero давяеякя 0,6 МПа. . После отраС'г. к лавы произошло оседание кровли, что привело х сжатия секции крепи. При этом давление в лвевмосистеыэ крепи повысилось до 0,5 Ша. Крепь под нагрузкой простояла более 6 месяцев. Вэсле извлечения крепя кровля вырвбогки обруии юь. За период испытаний икаких видимых эвравде)"^. и нарушений в работе крепи не обнаружено. Конструкция кропи баш устойчивой " работоспособной.

Второй атая испытаний крепи на взаимодействие с боковыми породами проводился в очистном забое. Лава длиной 32 штоэ била оборудовала, крепью "Лека-2" в количестве 3 штук. Отбойка горной массы в забое осуществлялась .буровзрывным способов. Погрузка и транспортирование горной касса осуществлялось пог-рузо-достввочнай машиной ПД-3 (1ЩИ). Чгредвюса секций краг» осуществлялась при помогу сцзшгого устройства, расположенного на погруэо-достаточной ызо"че. Б средней, на переден« одной сектой крепи затрачивалось 3-3,6 минуты. Средняя скорость под-вягания забоя в сутки составила 1,45 м/с. Время, затрачиваемое ка крепление составило 8,1% or облиго рабочего вреиэни, С учетом ш . времени на возведение породного вала ъ течете месяцп составляет 13,62. В результате 04jjcthsk, работ б ыяо создано обнажение 960 м2. ,

При воздействии продуктов вгрызных работ на установленные секцгз! крепи за 'весь период сграбогк:? серьёЕшд нарушений конструкции выявлено не било. йспигааяе rябетй тивмлзгии про-водлзоеь бригадой горнорабочих а.количестве 9 чахепев, вклячая tiS3iEKCT03 ЦЕН

Яздзор га гаэдзэтсзиеы' забоя ссуг^сгап.т-'гя ' рри помоци изр$сей;з{>ск:г: заыэроэ, а гзлячяка cporcSa итев-:-: кштролкро-ваглсь индуктивно- гхстсЧяы датчиком "«гл. Д!й2Я 0GCT0. Датчик гадьглззчапся кепосредсгзешго • г-ередзтчи-з к

чгстотсштру 43-1 блз;-:/ зигожз. Ьгч йшэ Сес лечено пресбрггозслкз хяггйпах жрежпгаЯ крсзл* я язмэдявдчзся агзжтрпчгсгсгг сигналы, котсриг яеттвяцкозаз ф2кскров5д&С5 датчиком.

Да» игиерэяия опускания -рог-г* s нзреботаянш прост-

ранстве было установлено Б телескопических измерительных стоек. Максимальный прогиб кровли в серединной части очистного забоя составиг 700 мм. Давление в пневмосети наиболее нагр> ■] женных секций крепи не превышало 1,5 Ша.

Аналиг работы погрузо-доставочных машин в очистных вабо-я„;, оборудованных крепями "Лена-2" показал, что их. производительность може'т быть увеличена г 5. к более раз, а эганомичес-кал эффективность в сравнении с крепями "Лена-Е" (относительно цен 1285 года) увеличивается в 2-2.5 раза.

Непосредственное влияние на производительность ЦЦМ о: аы-вает ширина приаабойного пространства, которая прямопропорцио-нальна временя, эатрачиваомому на уборку отбитой горной массы и обратнепропорцганальна техническим параметр м очистного забоя. В соответствии с рассчёгами, для данных горю-технических условий, была принята ширина щшабойного пространства равная 6,0 мэтров. Помимо факторе, ширины призабойного пространства на производительность ИДЫ оказывает влияние и скорость передвижения её в загруженном и холостом положении. Время погрузки уменьшается на 10-1622 благодаря тому, что ряд секций крепи служит своеобразным аккумулятором взорванной горной массы, се позволяющий ей далеко слетаться и тем самым обеспечивает дополнительное её дробление. А наличие льда в мёрзлых породах снижает трения отбитых песков о ковш ЩШ к облегчает вагрувку ковша: ...

В целом, за весь перифд испытаний крепей "Лвна-2И случаев отказу алеме..гов крепи, а так же признаков потери её устойчивости от действия сил горного давлении и взрывных работ не отмечено. Крепь рекомендуется для дальнейших- более широких лепы- . таний. • '

ОСЮЫШЕ "ШВОМ

На-основании обобщения литературных данных, патентных исследований^ обобщения передового производственного опыта, а так же на - основании лабораторных, аналитических л шахтных исследований представляется ¿озможньы сформулировать следущкэ вывода: •

- Itf - . ■

. 1. Разработана новая крепь, промышленный экземпляр которой прошел испытания з натурных условиях.

2. Впервые в комплексе с крепью "Лена-2" применена погру-зо-доставочная машина ПД-З.

3. В отличии от ранее применявши:* "•я ранее породных валов наш в coaB.jpcTBe предложена оригинальная конструкция ограждающей крепи, названная оотобловами, модели котяре,* прошли успешные лабораторные испытания.

4. Проведённые "испытания гехнолюгии с примэпеЕием крепи "JLena-2" показали её высокую эффективность и акокохячкос#ь сравнительно с примэиязмнм! в настоящее вре'ля кЕиюркыма и кг-мзрно-лавнь'ми си "емамн, что доказывает необходимость внедрения а аналогичных условиях систем разработки длинными столбами.

5. Крепь "Лэна-2" обеспечивает большум устойчивость кровли, сравнительно с крепями, применявшимися ранее в условиям многодетнэи&рзльк пород.

S. Крепь "Дэнг-2" по её конструктивным особенностям обеспечивает высокую производительность забойного оборудования при отработке пластов мощностью до 2,4 .мэтров и углах падения до 12 градусов.

7. Предлагаемая технологга ведения горньк работ являетой эффективной и может быть рекомендована для россыпных шсгороа-декг- в аналогичны: условиях.

Ос.овныэ положения диссертации опубликованы з слэдуэдкг работах:

1. Секция "механизированной . крепи. Л. с. N 1552600 СССР Е ?1 D 23/12, 1 ¿февраля 19914 с. А. .олсту ов, В. В. Лебелев, А.&Хантккоз, ЛВ. Уакароэ и А. К Ермоленко.

2. Перекрытие секций механизированной крепи. А- с. К1627718, СССР Е 21 D 22/00, 15 октября 1990 г. Толстунов С. А., Ионтиков А. Е., Лебедев 3. Е. и Д.. В. Макаров.

3. Стойка игхзнгаирозачкой крепи. А. е. N1633137, O-JP Е 21 D 23/16, 8 ноября 19s¡0 г. Толстунов С. А. , Зонтиков

- 20 -

В.. *%белеа В. а и Макаров А. а

4. Устройство для регулирования деления. А. с. N1675859, СССР Б Со 0 16/06, 8 мая 1591 г. Толстуноз С. А., ЗКебелев Б, Е и Ь5акаров А. В.

5. Эквивалентный материал для моделирования массива горных пород, -с. N1. 74310 СССР Е 21 С 39/00, 1 марта 1950 г. Толстунов С. А., Еебелоэ Е Б., 1£шгкков А. Е, к'акароз А.В., Квг'-кеаич Т. С. .Касьян К.Е и Куяников Е А.

6. Секция механизированной крепи. А. с, Н1719552 СССР Е 21 Ю 23/ОГ 1Б ноября 1291 г. Толстун«-^ С. А., Небе лев Б. £, Шктикэб А. Е и ИакароЕ А. Е