автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Совершенствование способов управления горным давлением в повторно используемых выработках шахт Ленинского района Кузбасса

РОССИЙСКАЯ АКЛДШИЯ' НАУК Сибирское отделение , инсгигл УГлЯ

. 2 7 • 3

на правах рукописи

шжовша Ж)нед шашюшч

Уда 622.b3l.24,001,2(671.17)

Совершенствование способов управления горным давлением в повторно' используемых выработках шахт Ленинского района Кузбасса

Специальность 06,15.02 - Гюдземнал разработка месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемероьо 1994 г.

Работа выполнена ш шахтах ■А<3"Лештс1?/го'лъ'п1, ЫГГУ н Институте ;угля СО РАН

Научный руководитель-: - доктор 'технических »наук

¡Б»-В..'Блаеенко

Научный консультант: - доктор технических наук,

профессор И.Л.Черняк

Официальные оппоненты: доктор технических тук

Л.М.Ерофеев

кандидат технически наук С.Л.Толкачев

<&едуи\ео предприятие: .ДО"Угольная компания .

Кузнецкуголь"

Защита диссертации состоится " 5 " лшлк ; 1994 г, б чае. на заседании Слецй&шзировйшз1>о Совета Д,003»57»01, при Институте ук;я СО РАН по- адресу: ( 650610, р.КеыерОво,, №1-510., ,у;ь%казкппн:кова521

С диссертацией кокко оояакоииться и ^иблиотака Института

Автореферат разослан " 1994 с.

Ученый секретарь Спецкодизиравашого Совета

доктор технических наук В*В.Влаоеако

ОЫДОЯ ХАРШЕРШШ. РАБОТЫ

Актуальност ь, работы.. Основным направлением в снижении объема®. работ по- проведению; подготовительных выработок на единицу добываемого урлл является применение на шахтах бесцеликовой технологии с по-вторныи использованием подготовительных выработок. В результате использования такой, технологии уменьшается количество вновь. проводимых выемочных штреков за счет увеличения объемов работ по. охране и поддержанию повторно используемое выработок. Ванное значение в таких случаях имеет выбор технологических и технических решений по, рациональной охране и поддержанию выработок, доаеолдюцих обеспечить безопасное и технологически пригодное их состояние-

Анализ состояния выемочных штреков, сохраняемых за очистными забоями на шахтах Ленинского месторождения Кузбасса, показал, что большая часть таких выработок частично или полностью ремонтируется- „ в отдельных случаях полностью перекрепляется.

Проведенные ранее исследования проявлений горного давления показывают, что критические смещения пород, дефоруации крепей в выработках». а тр>асе вывалов кровли в лавах пои подвиганиях забоя происходи? периодически. Интенсивность периодически:; проявлений горного давления зависит от состава и свойств пород, структуры кровли угольного пласта, параметров применяемой крепи и способов управления кровлей в очиезявыж забоях* Для шбора способов охраны п определения гтрлметров крепей выемочных штреков необходимо знать особенное::; проявлений горного давления г> очистпцх забоя" конкретного угольного района.

В. свяР.я с эти.'. гзахтше исследования и установление на их основе здионоисупоетоИ проявлений горного давления в шекочнцх штре-гах и очнетнк: забоях прлястся пкгуальпшш как в научном, так и в практическое • плане* дая ¡разработки рациональных технических решений по охране и поддержанию повторно- используемых выработок на шахтах ленинского нестороядения Кузнецкого бассейна.

диссертационная работа обобщает результат» научно-исеяедова-тедьекпх работ и этапов» выполненных при непосредственном участии автора в группе по управлению горным давлением. ПО"Дешшскуголь", созданной по ''чициативе ИУ СО АН СССР (Грицко Г.И., Власенко Ь.В.) и работающей под его методическим руководством, а такие ВИЯМИ, !ЯТУ, ИГД им.А.А.Скочинского, КП'У в период 19ЬЗ - 1994 годах. (№ го с. регистрации 01Ь3001съ7о, 01Ь7000П0о, 01570006449,

01690011900, 01920127000).

Цель работы - совершенствование способов г.о охране и поддержанию повторно используемых выработок на основе активного управления горным давлением в конкретных условиях шахт Ленинского месторождения Кузнецкого бассейна.

Идея работы заключается в установлении к использовали-»: закономерностей периодических проявлений горного давления в очистных и подготовительных выработках при тодвиганиях очистных забоев да? обоснования рациональных параметров способов управления кровлей.

Задачи исследований:

- провести анализ существующих способов охрами и подцерткаяш повторно используемых выработок для выбора направления исследований хгА ^явлений горного, давления при отработке угольных пластов т шахтах Ленинского кесторогедеши: Кузбасса;

- провести изучение горно-геологических' условий разрабатываемых пластов Ленинского месторождения на основе результатов анализа геофизических и инструментальных данных;

- устслбвить на основе шахтных измерений й аналитических методов обработки результатов экспериментальных исследований закономерности формирования проявлений горного давления в очистных и подготовительных выработках и выявить особенности, влияющие на смещения пород по длине используемых выработок;

- обосновать параметры управления породим к-ровли в аонэ влияния опорного давления, обеспечивающих сохранение повторно используемых выработок, полноту и комплексность выемки угля;

- провести промышлешую проверку раоработаинда способов ак-

. тивного управления горнш давлением на шахтах Ленинского месторождения.

Методы исследования. Для достижения поставленной цели пополз зован комплекс методов, включающий: , -л

- обработку, обобщение и анализ геологической, геофнэнческо! информации и экспериментальные исследования прочностных свойств пород для комплексной оценки условий отработки основа угольннх пластов месторождения; -

— шахтные гагструиентапмше измерена смещений пород и давлений на механизированные крепн для определения закономерностей л особенностей проявлений горного давления;

- математическая обработке, результатов наблюдения с поуащьа ЗШ методами гарыоничесюто анализа для разработки практических

мер по. управлению горним давлением;

- шахтные эксперименты и оценка результатов применения способе» активного управления состоянием горного массива в повторно используемых выработках.

Научные положения, защищаемые автором:

~ закономерности распределения типов непосредственных и основных кровель пластов Ленинского месторождения в зависимости от строения и прочностного состава пород;

- закономерности формирования периодических проявлений горного давления в очистных и повторно используемых выработках;

- зависимости параметров периодических смещений кровли и давлений на механизированные крепи от литояогического и структурно га состава пород, положений очистного забоя;

- параметры технологически схем охрани и поддержания повторно. пспольауемих выработок ка основе изучения состава слоен кровли и периодичности проявлений горного давления.

Достовескость иаучккс положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- достаточном. обьыох результатов окспериментальнух исследований» кеобходк;«.* для объективной оценки проявлений горного давления. в■ конкретных горио-геодогичес:шх условиях (на всех махта}: Ленинского яестороодевйя* более цс-н в 50 выработках);

- применением с кокоцьи ЭВМ современных методов обработки результатов шехпшх инструментальных наблюдений;

- достаточной сходимостью результатов ^тематической обработан с экспериментально г.ояухютй!1Э.'.и закономерностями ешцеиий пород (значение критерия Сигера полученного в результате обработки дшших на ЭйМ во всех случаях больше I);

- практикой применения результатов исследований для зф|.ек~ тивпого управления горнмм давление« при охране и поддержании повторно используемых выработок.

Научная нопиэк^раба,?» заключается в следующем: впервые получены епкопоиерности распределения типоо нено-сродстпенашх и основных кровель пластов ленинского месторождения в ;,а;;лсимостл от строения ц прочностного состава пород;

'- впервые установлены закономерности периодических проявления горного давления а очистных и подготовительных забоях и получены параметра, на основе котормх выбраны рациональные способа управления горным .давлением;

- обоснована возможность разработки новых технических решений по креплению и усилению крепи штреков, а также методам активного управления горным давлением в зависимости от начального положения очистного забоя;

- получен значительный объем данных о проявлениях горного давления соответствующих конкретный условиям (составлено 50 отчетов по результатам инструментальных исследований, а тагагс звн-пущено руководство [20] с данными в таблицах)*

Личный вклад автора состоит в:

- организации, совершенствовании и руководстве службы по уЕ равлешш горным давлением на Ленинском месторождении/,

- определении закономерности распределения типов непосреди вежшх и основных кровель пластов Ленинского месторождения в -заЕ синости от строения и прочностного состава пород;

- разработке новых способов и средств дак изучения а управления горным давлением;

~ установлении закономерности формировании периодичеолшх п| явлений горного давления в очистных и повторно используеьщх выработках и зависимости параметров периодических смещений кровли И давлений на механизированные крепи от диалогического и струк-, турного состава пород, положений очистного забоя;

~ определении параметров технологических схем охраны 2! поддержания повторно используемых выработок на основе состава слое; кровли и периодичности проявлений горного давления.

- разработке методических рекомендаций по диагностике к ус: ранению причин неудовлетворительной работы комплексно-:/,еханизирс ванных забоев, а «иске составлении руководства по применений результатов исследований проявлений горного давления для Ленинске. го месторождения;

Практическое значение работы заключается в том, что результаты выполненных исследований позволяют:

- прогнозировать периодические смещения пород по длине повторно используемых подготовительных выработок;

- выбирать параметры управления горный давлением с пог^ью торпедгрования пород, обеспечивающие устойчивое состояние выработок, на основе результатов измерений периодических зависаний ] обрушений пород кровли;

- разработать практические паспорта ведения горних работ, пПвпприипяюжие папмснальше способы активного воздействия на го

ый массив к составлять рекомендации для использования на дейст-ующкх шахтах»

Реализация работ». На всех пахтох Ленинского района исполь-уатся рекомендации группу горного давления и ИШ "Прогноз" по рсплеииз* охране и поддеряани» повторно используемых выработок.

Фактихгескио результат» инструментальных исследований прояв-онпЦ горного давления испольэоланы во ВШШ и 'КузНИУИ для состав-енвд нормативко-кетодичесмсс доцентов., а также пключены в научно отчеты КузГО, Шй»М, ИУ СО РАН, ИГГ.У.

Опыт организации и совершенствования службы по управлению орппм давлением представлен на международном симпозиуме по меха-кка горных пород» горному даьлениэ и управления состоянием мас-ива горщ-к пород на угольных шахтах КНР и СССР (Тайань, 1591).

Апробация работы, исконные положения диссертации к результа-ы исследований докладывались на научно-технических совещаниях .0"ленмнскуголь" (19йЬ-1993 г.г.), У и УН Всесоюзных семинарах Взаимодействие механических крепей с боковыми породами" (Новосибирск, 19Ь6, 1-Л г.)* на ХП всесоюзном семинаре "Исследования ■ориого давления и охрана капитальны?: и подготовительных выработок" Алма-Ата, 1У90 г.) и а МГИ.

Публикации по теме.диссертации - опубликовано 13 статей, полу-¡ено Ь авторски:-: свидетельств, выпущено 2 норыативно-методичес-:их документа*

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, зак-гачения, изложенных на 160 страницах машинописного текста, содер-;ит £0 таблиц, '¿2 рисунка, список литературы из ЮН наименований.

ОСНОВНОЕ ОДДОаДНИВ РАЬОТи

Обоснованней способов охраны и поддержания подготовительных ¡ыработок для их повторного использования занимаются многие ине-•итуты и учение, в результате чего проведены бояьлие объемы ис-!Ледовш!Ий проявлений горного давления в очистных и подготовительна выработках, значительная часть таких исследований проведена ШИ.Ш'д им-А.А.Скочинскоро,КуэНаУИ, донУРИ, ПШУИ, КузП'У.Ш'У, 1У СО РАН и др. Проведенные исследования показали, что в резуль-•ате ведения очистных работ а массиве угля и пород, приникающих к »чистному и выработанному пространству, образуются зоны опорного давления. Параметрами' зон опорного давления является их протяжен-

посгь и коэффициент концентрации напряжений. Определению найрй&е ностн зон опорного давления посвящено много натурных ксследов'й'ш Анализ работ Л.А.Борисоса, Н.Д.Багнша, С.И.Липковича-,;Г-,'Г-.-Л{1 винского и др. показывает, что опорное давление может 'быть ;раа~ делено на две составляющие:

а) диишдяческую, связанную с зависанием и обручением 'пород непосредственной и основной кровли по мере подвигания ■очийЭДо'го забоя;

б) статически», свяэаниу» с формированием свода обрушений. Особенности периодически кгмокящетося опорного давления Р-

«•триваяись а начале XX иска Г.Всо'еро?.;, О.хЧемчпхом, -В.кийоно?.; и др.

Известка "волна1' Вебера, суьуость которой заключает^ -в -г.о-пвш«шок скотт; и глют.пчоипн угольного пласта. Зт\г тсопка .пйз^нл

'и _ I ^ ») - Р" ~> V- 1 . - ^ „ 1 Л

и ->Л? 1 , , * 10 Ч.Г

»1 1 > ; т е 1 . ., \

V1 ч » 1 , Л г ! V О V I. 5 Л ) 1 . ,

иестрснко 11,Лг и В от;;;; ¡моего;-: пут-л детелыюро -к;..-,-

шаг: ел;./., р-'ап'-;;:::..'^ а-деп^пие ело;- по иод ;:ео;;ЛИ ;; ■•:■:<: .

вания способов управления массивом пород 1 повторного использования выработок,

Б качества объектов исследований б ток ленинского и Беловского уголышх ¡лес глубине разработки от 100 до 550 метров.

Ода оценки горно-геологическьх условий бцза собрана гео^кк ческая ¡»¡формация по 214 скважинам применительно к пластам I, 2,3,4,5,б|7,8,9Д0,И,13,15,16,17,18,19,20,21,25' с учетом сведо-

;ий о мощности пластов, мощности слоев пород кровли и их крепости, . также мощности и крепости слоив почвы. По каядому из указанных шастав производился отбор образцов пород из выработок, которые ¡сиытывались прибором пробником ЬУ-ЗУ. Ьыли получены новые сведши о прочности.« свойствах пород и угля б' п, О С7Х•

Обработка исходной информации произведена" методами мате«ати~ tecico.fi статистики с применением ЭВМ. В результате обработки выяв-;ено, что распределение значений мощности слоев кровли и почвы, , таете их крепость обладает большой изменчивостью. Распределение ¡начеиий мощности слоев во всех случаях подчиняется закону гамма->аспределензд« По такому не закону распределяется 1фепость пород :ровли и почвы.

Нижше слом пород непосредственной кровли большинства рабочее пластов неустойчива, Вьке двухметрового слоя пород в кровле алегаэт, тсак правило, более устойчивые и крепкие породы. Непое-здетвенкля кровля представлена преимущественно алевролитами. Ос--;овну;э кровлю представляют преимущественно порода второго и треть-го слоя кровли .ластов с суммарной мощность до 25 м, крепостью т 1,3 до 1к, й?о позволяет утверждать о принадлежности большей асяи основной кровли к среднеобрушаемой и меньшей части ¡с легко-брууаемзй при наличии отдельных участков пластов с труднообру-аемой кровлей (пласты К* 13,15,^6).

Анализ способов охраны и поддержания подготовительных ьыра-оток в конкретных горно-реологических условиях показал, что ь ольиашетве случаев они не обпепепиваат технологически пригодного остояннд сохраняемых для повторного использования выработок при уц(*ствущйх средства;: крепления к поддержания. Поэтому было ре-ено «гяьить причина неоф£е.чтш-иого поддержания и »пробировать итод гаом.оничзского аналиоа шахтной измерительной информации для-аспознання периодического характера проявлений горного давления, сследованпя периодического характера проявлен];:! горного давления роводились в очистьлу: забоях и подготовительных выработках на вмерных станциях, шелючакщих большое число aa.vepiri.ix точек (не ме-ее оО>.

На цахте Полысаевская" проьедени инструментальные наблюдения эцбоях двух лав, оборудованных механизированной ¡-репью "Пиома", различных -горно-геологических и горнотехнических условиях.

Обработка результатов шахтных наблюдений методами математи-еской статистики ка ЭВМ позволила установить минимальную, макси-

ь

надьмуы и среднюю величину приращения давления в гидростойках, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации.

Б результате исследований установлено, что характер изменения давления периодически?} (рис.1,2,3). Динамическую составлявшею опорного давления в условиях пласта Байкальского (13) формируют о слоев пород кровли. С шагами от 1,5 до 9,5 и обрулаются слои алев ролита. С шагом обрушения более 9,5 м обрушаются слои песчаника,, Слой песчаника, имеющий шаг обрушения около 42 и, частично подбу-чиваетсл ранее обрушившимися породами, поэтому уа&тачение нагруЕ-. ки на механизированную крепь происходит периодически к вызывается зависанием и обрушением консолей пород непосредственной и основно кровли.

дшамичееку» составляющую опорного давления б условиях пласта Надбайкаимского (II) формируют от 5 до 7 слоев кровли, причём, преимущественное значение в формировании динамики имеют слои непосредственной кровли с шагом, обрушения менее 1С и. Характер рас-■ слоения кровли неравнозначен по длине лавы, равно как и нагруйени секций хрепи как по длине Лавы, так и по направлению подвиганкя.

Очевидно, что формирование консолей пород кровли очистного забоя приводит к периодическому изменения напряженного состояния массива горных пород. При этом периодически от минимума до макси-кума изменяется напряденное состояние пород вокруг подготовительных выработок. Следствие« этого является увеличение интенсивности деформаций-пород во^фуг выработок при приближении размеров обрубающихся консолей пород кровли к максимальным.

Для изучения периодического характера проявлений опорного до яения в подготовительных выработках били проаеденн инструментальные наблюдения на шахтах объединения "Лекинскуголь" в различны:« условиях, Инструментальные наблюдения проводились в штреках лав: Р 437 шахты "Кузнецкая", Я» 535 шахты "Чсртинская", }? 2579 вахты" им. С. М.Кирова, ],» 916 шахты им. Ем .Ярославского и }? 1114 шахты "Октябрьская". В кандой выработке закладывались замерные станции» состоящие из 50 замерных пуристов, представленных контурными реперами. Замерные пункты располагались на расстоянии 1,4 - 2,0 и друг от друга. Измерения конвергенции производились рулетками ВНИМИ с частотой один раз в двое суток. Для разделения смещений кровли и почвы проводилось нивелирование реперов в кровле и почве

В результате обработки материалов наблюдений по методике КГМ

9Ï

Я-

I W i О

i У

Г" : í - 'r y»-

; ¡ i m

г 1

An

J ¡Mf.

> d L -i 1

t j ■■ !

/ fl

Г"

«eu «5,

>-

P1 í —

• / 5> t ! i

I ! f

i 'H-~

1 ! *4 —

1 i

— i-— _ 1 i

1 1 i

1 ¡ - !

1 Í „

1 l

í ]...... 1

ii 1 1 i i ! J.--T* »-ill-_ ! ?

JJT — — - — ¡ i i

1 I ! 1 i rrfr 1 г t

1 -

! i 1 ¡ j_ iL. ! 1 .u \

i < Г'*" LLL ¡ i i ! TTT „ J_. 1 . i _ r — — ___ i

L i. L_ i — í 1 i i i i 1 ! i -f- J

! 1 .... ... —- 1 "1 5

— X"' •J. i ! ¡

i L, i Г _ — — — 1 _ .i".. — 3 — — _

! ¡. i 1

i 1 !

L 1 J. ri í~r -i».

¡K-l

lu

M CV£

•l-ч

I о

о

(О

Г (~1

ti í-i

ÍAj 1-4

о- ,

с:

"а

О

О га

о о.>

о

Рис.2< • График изйенения среднего давления Р я стойках по мере подвигами лапы №3139 • ' . ~

.£?,Ш1а*1(г

1 !

1

И #4J

л, / } Li у / \

( N \ ✓ \ 9 \

V / i / 1 / \ \f \

\ / ,/ 1 / \ Í \

и 1 / \í

i / — — 1 \ / * 1

f J л \ ! 1

/ г \

/ Г Ï /

1 - /

\ — /

\

-

...

1 ! -1 и i —•г-— - -i— — — ;

« ï-t.

Рис.3 График изменения суммарного давления на гидростопки лавы S» IÎIÎ2 по мере её подвагания.

к

выявлено, что характер воздействия опорного давления: на крепь выработок такие периодический (рис.4). 11а ¡пахте "Кузнецкая"' а лаве № 437 на глубине 100 м динамическую составляющую-- опорного* давления формируют в основном 3 слоя кровли, на шахте ш.:*С*М»Кипов& в лапе $ 2Ь7у число влияющих слоев достигает до- Ь, на шахте им-.Н}.5.Нрос-лавского в лаье В 91о - до и. Причем доля каждого влияющего*слоя а общих смещениях пород изменяется по мере изменения расстояния до линии очистного забояв то же время основную* долю, смещений вызывает основной влияющий слой. Появляется возможность, в разработке практически мер воздействия на массив с целью- управления-отдельными его слоями.

а формировании динамической составляющей опорного давления на удалении 10 м позади лавы }} 437 участвует 4 слоя пород, кровли,, наиболее значимыми из которых являются 3 слоя с- шагом обрушения 9>1 14 и 2Ь м. Их доля в общих смещениях составила 9'7%ь а наибольшую* доли определяет слой кровли с шагом оорулэния 14 м » 43/ь, В. 60- м за лавой в формировании опорного дагпения участвует уже Ь слоев кроьли, а доля слог, с .лагом обрушения 14 м составляет от общих смещен::;!. В то гхе время значительно увеличилась доля слоев с йогом обручения 29 » 41 м, Слой кровли с йогом .обручения 41 м- вк.--зуьает Об/? всех смещений и поэтому необходимо нейтрализовать его-силовое воздействие.

при работе лавы ]'• БЗо иахты "Чертикская" слой кровли с шало« обручения «0 и имаог долю и динамическом опорном давлении от То до 4Ь%, причем самое большое влияние на величину смешении он оказывает в Ю .м зперед лай.1, ко у;-::з в 50 « позади, лс в дшюьич&скои опорпа?.-: даиленки уменьшается и состаьл;: й- то время »тот слой оказывает болт,о е ¿-л няни £ чем другие слон,, ото указцьает па то, что слой кровни ¡утиная ¿0 м на удалении оО и позади лавы 1гоЗо „¡ахтц " {¡од6учиьс.отся саюяш кровли, в результате: чзго

его роль в динамическом опорном давлении.

Наблюдения в подготовительных выработках показал;;, что опускание и обруиение пород кровли в очистном забое выражается ь воздействие на приконтурные слои пород вблизи примшеомцих выработок. При динамическом воздействии основных впиящих слоев кровли происходи значительные смещения пород и крепи в выработке во время интенсивных расслоений и разрушения. Б результате интенсивных расслоений создается значительный свод разрушенных пород вокруг под-

13 . а)

А 1

„г-""*' ч р 1 \ А

^—

5 10 15 20 25 30 35 40 45 I. ,м

0/

\lJLiiEL

/г 4 * 4 1 ! \гм а Ч/ Л „ а 1

А? у/ и' ¡'V 1 Ж_ / V/ /г- ! V /V

_—

- 1 1 • • •

5 10 15 20 25 30 "зо 40 45 о ,и

Ряс.4 Изменение смещений пород кроки по длине конвейерного игрека в 50 и за лавой: •

а) 43? с. "Кузнецкая" ;б}1'53б и. "Чсртпнскап" 1-гр8$зк исходной функции; 2-графшс аналитической' функцаи.

готовителыюй выработки. В связи с этим, требуйся, дададяедьщ®: затраты на поддержание таких выработок. С целью, сндаения: затрат; необходима нейтрализация силового воздействия основдух влшвдих слоев пород кровли. Практические меры по нейтрализации вредур^О) влияния основных слоев долккы раз\ .батаватьсл с учетом, п.ериодиг-ческог характера опорного давления. Активное воздействие на «ас-сиз должно производиться через определенные интервалы ло. длине сохраняемой выработки, заблаговременно впереди очистного, забоя,.

Дяя опробирования этой закономерности был проведен эксперимент на шахте "Ьолысаевская"» где для. изучения проявлений горного давления в сохраняемых выработках пласта Ьреевского (17) проводились инструментальные наблюдения в виемочньвс штреках лав Ш 172,174,17*10.

При традиционной креплении, охране и поддержании выработок,,' сохраняемых для повторного использования по плаоту Ьреевскол-у, уао на расстоянии 30 1! позади лаьы начиналось пучение почвы, & к 50 ы аа лавой наблюдались поло;-:.;а элементов крепи. Смешения кровли iipeuu.Ja.fiii 200 ш, а гючви -100 мм. для подготовки к работе смачной дави, сохраняемый ытрек, как правило, перекреплялся» проиошо-днлась подрывка пород почвы. Затрата иа перекрепление I и выработ. ки по старый цьнгш на материал!.' и оборудование составляли 20 рублей.

С цельн изучен;« влияния записазщнх слоев кровли на величину е'.^.цешШ: ьх роли а обгцис смеценг.ях пород ьокруг сохраняемых выработок ь иоиьейс-рном ¡цтр^ке лаьи У? 1?Ю били проведены икструмон-наблюдения и оОьаоотка результатов ео методике МГЙ.

В результате гармонического анализа было установлено» что наиболее значимым шшяощш слое;.; кровли является слой с пат; об-рууонмя около 10 ¡л, который имеет бсаыьу» дод» и смещениях как впереди, та., и позади линии очистного забоя. На основании установленной закономерности била учтена периодичность влияния отего слоя и аыделени участки выработки, в которых ожидались наибольшие смешении и деформации. На этих участка:*: било рекомендовано торпедирование основного ыишщего слоя заблаговременно, на расстоянии более 1)0 м впереди очистного забоя. Торпедирование осуществлялось |„ .тодом отсечнцх шпуров с взрьшшшс-м в них ВВ. йеличииа зарядов, угол наклона шпуроь, их длина и расстояние иезду шпураын рас-зчитыишись по существующим норматиыша документа?-:.

При обработке дшшкх измерений на чШ ДЗК - ЗМ построены графики для все;-': 3-х зрнерных станций кап на 'базе исходных, толе •и аналитических значений. Анализ построены"/: графиков (рис.б) показал, что после торпедироппния характер проявлении опорного деш-'леппл 'периодический, только углтанапсъ оначзния амплитуд порно-дон. На участке торпедирошния конвергенция в сохраняемой выработка уменьшилась более чви п 3 раза-, смешения пород кроили - в 2 раза. снесения пород почвы ~ а 5-7 раз, что позволило использовать этот участок шработкн без рексита.

.Проведшей шссперпуснг показал целесообразное?!* практически;: мероприятий, рао^аботшпгпх на осиопо проведенных исследований п полученных отсоноиорносгеа»

12, ММ

¡Ш\

Л IV

Й

II11

II

1Л

|П! Кг

Г . ч*

й I А

ГУ и м

» МШГМ

юо]. ьо

50 40 20 О

б)

1 Ч ' ! -........ 1 4 | \ '

3 1 1 ! / 3 / V- Ч ч / 1_ V. 1 7 V», / \ ч ч \

; * \ 1 / а Ч ч ч / / ] ч

$ > / / ч Ч \ 9 1 " "\

1

О 5 10 . 15' 20 25 30 35 40 45

• V

Рис.& Графики изменения' смещений пород кровли на расстоянии

50 н за лавой: а)в конвейерном штреке 1« 1710 ш,Полысаевскйп;б)в районе о?сечных туров. ( 1-исходная,2-сналитичес1сая функции)

•3 -А К л г) Ч Е Н И ь

В диссертации дано новое решение актуально!! научной задачи обеспечения устойчивости подготовительных выработок, сохраняемых за очистными забоями для повторного использования на основе изучения периодических проявлений опорного давления, что позволяет совершенствовать способы управления горным давлением и повышает эффективность производства вследствие полноты и комплексности выемки угля.

Основные научные внзоды и практические результаты работы заключаются и следующем:

1. Прочность на сяатие слоев г.ород аргиллита и алевролита непосредственной кровли средней мощностью 4 м составляет около-

20 МПа. Вгиелелсащие слои алевролита обладают высокой изменчивостью прочности, характеризующейся коэффициентом вариации около Ь0%, что обуславливает многообразие технических решений при выборе средств крепления, охрани « поддерданил горных выработок. Б связи с зтим необходимо принимать во виимашо особенности прочностных и структурных свойств пород кровли при обосновании рациональных способов управления горным давлением в повторно используемых выработках,

2. Установлен периодический характер проявлений горного давления в очистных забоях, который зависит от формирования и шагов обрушения консолей пород кровли. В то же время периодическое увеличение нагрузки, а следовательно смещений, штрековой крепи совпадает с магами обрушения слоев кровли в очистных забоях.

3. Максимальный вклад в приращение нагрузки на секции крепи а условиях пласта }? 13 вносит слой пород с шагом обрушенги 41 ы я в условиях пласта & II ~ слой пород с шагом обруиения 14 - 15 м. Доля этих слоев в общей величине давления составляет соответствен--но 26 и 29/о. По атому для уменьшения нагрузок на итрековые крепи необходимо активное воздействие на зти слои кроэли.

4. Характер изменчивости смещений кровля по длине подготовн-тельннх Еиработок периодический. Коэффициент вариации смещений' пород кровли составил: .

- для пласта £ 4 вахты ."Кузнецкая" 50-53$;

- для пласта 5 шахты "Чертинская" 16-9155;

Ib.

- доя пласт Zi> шахт uu.C»d. Кирова -Ь - 93&;

- для пласта »A ыахты им-.&м.Ярославского 20 -

- для пласта $ II шахты "Октябрьская"' о4 - ЬО/Ь.

о, ¿ияьяано значение периодор и амплитуд смещений кроьли б подготовительных выработках,, испытывающих влияние опорного дапле нип:

- по казино, что Доя пласта № 4 лахта: "Кузнецкая" характерны шаги обручения отдельных слоеь непосредственной и основной кровл от b до 27 и, для пласта fi b шахты "Чертинская" от 2*0 до 50 м,, для пласта Ji £u ыахти им.С.М^Кироъа от 2*6 до 3.Q «, для пласта J? пахты им.Ьл.Ярослаьского от 2,2 до 16 м,, для пласта № II шахты •'Октябрьская" от 2,3 до 46 ы;

- показано, что основную роль в увеличении смещений пород кровли wmcsa }!•■ 4 вахты "Кузнецкая" иррает слой, алевролита с шагом обрушения 13-19 и, на его доли : общих смешениях приходится более 40/*, для пласта 5 шахты "Черт;!иска-;" слой песчаника с шя гон обрушения около ЬО м, на его долю приходится от 1ъ до- 4о% су. щенки, для пласта р 25 шахты им.С.М.Кирова слой песчаника с шаго обрушения около 30 к, на его долю приводится от 20 до o2/i сусцен для пласта ,'.* У иахты ии.д&иЯх.юсла&скогд - слой алеьролитз с аагом обрушения lb и, на его дот приходится более ¿1$. смещений, для пласта У,< II пахты "Октябрьская" слой песчаника с шагом обрушеш»: около 4Ь и, на его долы приходится около Ь0% всех смешений.

о. Доля пород непосредственной кроьли и динамической состаг яяккцей смещений для шахт ленинского месторождения составляет бо>. uQ% при ----- 3, a 3 основную дола и дшшг.:ичес::о;'

состаилящей смешений шзыьаг/г породы осноыюй кровли.

7. Для условий пяеетоа ¡?К> 4,5,9,11,12,13,17,25 шихт Ленине! го иеса'ораздзшш Кузбасса необходимо управлять слоя«« кр->;.ли с и гами обрушения: 13-19; 50; 46; 14-15; 10-12; 40-41; 30 м соотьоз иенно с учетом первоначального расположения ыоитошлс каыер очис них oaiiobb.

Ь. Рьцноиадьным способом управления осноиными вдидщиыи слс дым кроили япляется метод ятуроього торпедирования с применение* ¿В. b результате использования метода ц;пуроього торпедирования прогли пласта 17 на деэте "Гюлысаиьская" сведения кроьли в noi торно используемой выработке уыенышлись в 2 раза, а смещения пс

з -в о - 7 раз, «что указывает на экономическую эффективность двн-

способа .управления ¡горним давлением.

9. .Длл обеспечения устойчивого состояния повторно ислольэу-

выработок ¡необходимо:

- ¡проведение комплекса работ по изучению характера периоди-аского "формирования и обрушения консолей пород при очистной вн-аке;

- рациональную плотность 1срепления» средств усиления и срздстп ¡сраны выбирать с учетом периодического изменения напряженного ^стояния пород вокруг штреков а зависимости от первоначального эложення очистного забоя, структуры и состава вмещающих пласт пз>-зд, что необходимо показывать на картограммах для непосредствен-ах исполнителей;

- во всех условиях подцеркашш применять активные способы правления горным давлением ориентированные на упрочнение слабых эрод скрепляющими состава;«! и снижение повышенных напряжений в ассиво методом пр!шудительного или заблаговременного обруиения по-' эдшх консолей в кровле;

~ способы упрочнения и разупрочнения пород кровли должны ать увязаны с ишпшадьныии и максимальными зонами опорного давления как впереди, так л позади очистного забоя»

на

Основные положения диссертации отря^еш* в следуащЕос публикацию::

1. Инженерные способы улучшег m состояния подрояавитеяьнызс выработок на шахтах Ленинского месторождения. Уголь,, 19.92 - 9,

- СЛ7-18.

2. Методика и практический опыт выявления и устранения причин неэффективного управления кровлей в очистных забоях шахт ассоциации "Ленинскуголь". (Совместно с Бычковым КН., кулдулиди А.И.) ¿'голь, 1992 - № У. С.26-37,

3. Опит применения геофизических электромагнитных методов на аистах ассоциации "лениискуголь", (Совместно с Клавдяенко IL. Моторешсо Ji.M., Колмакоыш В,В.) Уголь, 1992 - M 9. С.бо-57.

'5, Обоснование технических решений на иодцеркание формируе гай очистным хоиб&Лноы выработки. (Совместно со Стариковым A.C. FeiäeaoBKM A.B.) Уголь, 1991 - » о. - С. 19-21.

6. Совершенствование совмещенной технологии отработки лав» (Совместна с Решзоиш A.B., Стариковым A.C., Гариной Т.Е.) //Управление состоянием массива,горных пород: СО.иаучн.тр./ Ассоциация "Куабассуглетехнология". Кемерово, 1991. - С.бо-70.

О. Оиш применения защитной выработки. (Совместно с Ремезе выи A.B., Стариковы:.* A.C., Которенко Juli. ) //Вопросы безопасно с при разработке угольщх месторождений Кузбасса: Сб.иаучн.тр./Ас социвция "Кузбассуглет^хиодогия". Кеыерово, 199I. - C.îô-Ib.

7, üакт упрочнения неустойчивого угольного забоя.(Совмееи с Реыеаода.« А,Б., Артемьевым ii.ii.) Уголь, 1990 - т^ _ С.47-&

о. !1рияьлсшш опорного давления при формировании вирабогш очистида коь-баПиом. ' (Соьыестео с Реаезовым A.Ö., Курзанцсспм О. Уголь, 1990 - П 7. - С.2Ь-30,

9. Особенности проявлений горного давления в выработках гг йодикых в слохшых горно-геологических условиях. (Совместно с Ь торешео л.И., Ьагапоьым U.C.) //Меквузоиский сб.научн.тр. Кегле, ьо: kyüliii, lyjO. - С.Ь0-Ь4.

Iû. Особенности пучения почьы выработок Красноярского уча на лалтоуцрг.ьлелия "Кольчугинское". (Совместно с Моторенно Ji.II С'.тарцдоьыы A.U.)//йелсьусоьский сб.иаучн.тр. Кемерово: КузПИ, I

- C.bb-tiO.

II, Прогнозирование.проявлений горного давления на ЭШ. /

'Система автоматизированного проектирования шахт: Сб.научи.тр. М,: МГИ, 1989. - С.43-45.

12. Взаимодействие механизированной крепи "Пиома" с боковыми породами. (Совместно со Стариковым А»С.)// Геомеханические аспекты разработки механизированных крепей: Сб.научн.тр. Новосибирск ИГД СО ЛН СССР, 19Ь8. - С.46-49.

13. Влияние последовательности отработки Очистных забоев в выемочном поло на состояние подготовительных выработок. (Совместно с Баталовым U.C. и Дерябиным В.А.) // Мелзузовский сб.научи, тр. Кемерово: КузШ, IÖ67. - С.50-54.

Ï4. А.о.СССР }? 1439262, МКИ, E2I Д 23/00. Секция механизированной крепи/Гзрии B.C., Михайлов Г.А., Стариков A.C., Коновалов J1.M., Шахматов В.Я. и 1Ьундулиди А.И.' - Опубликовано 23.II.bb, • Бгэл.Р 43,

15. А,с ...СССР !.» 1460269» МКИ, E2I, С 41/04. Способ у прав л э~ . над кровлей/ Сычеэ ß.B.j Гребенщиков В.А., Быков В.А., Коновалоп Л.М. и Стариков А.С*'~ Опубликовано 23.02,69 г. Бол. » 7.

. 16, А.с.СССР $ 1/167200, MKH.ESI, Д 16/44. Способ контроля состояния агатной гидразляческой крепи / Бычков ?J.H., Громов Иванов А.И, я Коновалов.Д.M» - Оцублшсопано ,23.03.69 г. Бал.Ш.

17. Л.с.СССР $ IÔ73X7?; МКИ, т, С <6/16, Способ охраны tamaä доработок. / В.Я.Аиуфрмел, С«П.Ьул'аяхшков, Э.И.ГейД^ин, Л.М.Ко?юазлоз8 Л.В.Ремэзоз is Г.ГЛиуьтф (СССР) - I? 44»>15«>; Заявлено 33.10,80'г.J• Опубликовано. g3.0ô,90 г», Бэл. $ 23 1СЛ&6).

13, А.с.CGC? ÏÏ Х671Й50, йЗШ, Ë2I, Д 23/00, С 4I/IÜ» Способ уадрадош! вровясй в очисиюм saöos е мехгипзнрапшзпой крипт /. В.В,., Гребенщиков В.А. %ндуяидг; А.И., ¡'отитов Д.И. и 'Старпхоз,..-.С. ~ Оцубяпковэно 23,Ш.9£ Ш. 31,

19.,. ИегодичзсЕКО рокоыгодацки по диагностики it устренепи» пркшш лзу^ОЕХйтпОрительгал работы шшлексно- кекашзироаашшк забоев. ОСогместпо s Зузддшдо ЛЛ15 Старяхошм А»С., Бтког&ч •Ю*Н.) .Дешшск-Ку.знецкй1и: ÏS87 fc.

20. ^гкрвадс&по во цпяаеиенип результатов исследований про-яьлеззш .горного дазленля на шахтах Ленинского - района. (Совместно со Стариковым Л.С», Кохореико JUÎi.., Гарпной Т.Е*) - Лешотск-фз- ' иецгаШ. 1990 г.