автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Совершенствование управления горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

ВНИМИ

^ ' <\1

На правах рукописи

Кандидат технических наук ГРСШОВ Юрий Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ

05.15.02 — "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых"

05.15.11 — "Физические процессы

горного производства"

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук в виде научного доклада

с.-петербург 1993 г.

Работа выполнена в Государственном предприятии научно-исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) Минтопэнерго России •

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор БИЧ Яков Адамович доктор технических наук, профессор ЗУБОВ Владимир Павлович доктор технических наук, профессор СТАРИКОВ Алексей Васильевич

Ведущее предприятие: Институт горного дела им. А. А. Скочинского '

Защита диссертации состоится

час. на заседании специализированного Совета Д135.06.01 при Государственном предприятии научно-исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) по адресу: 199026, г. С.-Петербург, Средний проспект, 82 — зал заседаний Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института с 9 до 15 час. 30 мин.

' 'Автореферат разослан " /У" Заь&ЪрЬ ,994 г Исх №

Ученый секретарь специализированного совета докт. техн. наук, профессор

В. М. ШИК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации, представленной в виде научндго доклада, дается ;раткое содержание работ автора, опубликованных в 1966-1993 гг. по

)езулматам выполненных иа научных исследований.

Актуальность проблемы. Дальнейшее развитие угольной промышлен-гостя нашей страны требует повышения эффективности подземной добыче ггля и обеспечения рационального использования недр на базе совершен-;твованяя техники я технологии выемка у "ольных пластов вс всех дт-хазонах их мощностей и углов падения. При подземной разработке уголз-1ьгх месторождений одной аз наиболее слсзных является технология гнемся мощных (более 3,5 и) пластов, которк? разрабатываются, за исвлю-шнием Донбасса, практически во всех угольных бассейнах стран СНГ. 3 обшой сложности из этих пластов ежегодно добывается около 60 млн.т

причем более 70% этого обьеыа прихода:;." на пласты с углами 1аденяя до 35°, которые и являются объектом рассмотрения настоящей заботы. На указанных пластах постоянно находится в работе около 200 зчистных забоев, из которых более половины приходится на вые.чку нак-тонныии слоями.

Специфика разработки мощных пластов состоит в ток, что при управлении горным давлением наряду с вопросами, которые возникают на тластах тонких я средней мощности, требует решения ешз целый ряд.за-цач, обусловленных особенностями применяемых способов вые.-^з данных "¡ластов: с разделением на слои; сразу на полную мощность; с обруше-ауга и выпуском угля из подкровельной или ме.чслоеьой толщи. Несмотря на высокие потенциальные возможности, сбуе.:jвленные большой мощность» пластов, разработка ах нередко осуществляй"ел даже менее аффективно, чем пластов средней мощности. При этем эксплуатационные потеря, как правило, в 2-3 раза ваше, чаи на пластах гонках я средней моцаости. Высокой трудоемкостью поддержания характеризуются подготовительные выработки, особенно в нианих слоях в условиях неслеял-ващихсп обрушенных парод.

Прогресс а о Сласти технологии разработки mawsx nc.no го на клоним.: пластов в последние 20-30 лет связан с внедрением в слоях очистных механизированных комплексов, созданных для пластов средней мощности (С"К7, етз1, ОКИ, ЮПЗО, 0КП70), созданием специальных коепей и комплексов для пластов или слоев мощностью 4--5 !.• (.¡Ш2С, MI36, 2УКП, УКП5, КМ 142, КЛМ) и для выемки ¡¡ластов с обрушение!: и выпуском угля (КТУ, А ж С, КМ 813, KMBI30, 0КП157О, КНКН), а тукле обусловлен че-реходон на бесцеликовую отработку мощных пластов.

Внедрение механизированных крепей при слоевой выемке потреоова-ло выбора и обоснования их типов и силовых параметров и решения воп-

росов, связанных С УСТОЙЧИВОСТЬЮ кровли В НИЖНИХ СЛОЯХ) поскольку возведение разного рода межслоевых настилов, приценявшихся в лавах с индивидуальной крепью, стало неприемлемый. Тенденция к увеличению одновременно вынимаемой мощности пласта требовала обоснования силовых параметров крепей для разных классов условий. Первые опыты показали, что увеличение мощности с 2-3 до 4-5 м приводит к тому, что резкие осадки кровли начинают проявляться даже в тех условиях, где ранее они не наблюдались. Б связи с увеличением высоты механизированных крепей удельный вес слоевых систем разработки заметно сокращается, что в целом положительно сказывается на эффективности разработки мощных пластов. Нагрузки на очистные механизированные забои на мощных пластах превышают средние значения в отрасли по всех диапазонам мощностей пластов, однако анализ опыта работы передовых бригад свидетельствует, что среднесуточная удельная добыча с увеличением мощности пласта несколько уменьшается, т.е. интенсивность выемки на пластах средней мощности више, чем не мощных плеетвх.

Наличие в мощных пластах значительной доли запасов на выемочных участках с резкими изменениями мощности и угла падения, а танке в разного рида целиках остро ставит вопрос совершенствования схем выемки с обруиением к ншускоы угля. Выбор рациональных конструктивных элементов этих cxou (aar погашения угольной потолочины, ее мощность, площадь выпускных отверстий и др.) не йог быть решен на основе известных представлений и поэтому потребовалась разработка новых методических подходов в части оценки устойчивости коротких угольных консолей, нагрузок на несущие элементы крепей и параметров выпуска угля.

Мощные пологие пласты обычно залегают среди свит, в связи с чем возникают вопросы очередности ах овработки. Однако, действующие в отрасли ПТЭ рассматривают эти вопросы при управлении кровлей обрушением только для пластов тонких и средней мощности. Б связи с запросами практики требовалось установить, как влияет мощность пласта на характер разрушения подрабатываемой толщп и как сказывается подработка на управление кровлей в лавах с механизированными комплексами, особенно на пластах с труднеобрушающейся кровлей и интенсивным отжимом угля.

Переход на бесцеликовые схемы охраны подготовительных выработок в нижних слоях привел к резкому ухудшению их устойчивости и потребовал разработки научно-методических подходов к прогнозу смещений вмещающих пород под обрушенными неслеживавщимися породам». Специфика этих условий не позволяла воспользоваться известными «е-тодани прогноза, базирующимися на использовании в качестве одного из основных исходных данных прочности вмещающих выработку пород

одноосное сжатие.

В связи с изложенным обоснование и выбор рациональных парамет-в крепей и конструктивных элементов систем разработки модных поло-х пластов на основе исследований закономерностей проявлений герно-

давленяя, сдвнженяя подрабатываемой толща а взаимодействия крепей боковыми и обрушенными породами представляет собой актуальнув учно-техническув проблему, иаещуи важное народно-хозяйственное аченае. Это направление автор принт з иапествз основного в своей учвой деятельности. Вахную роль при выборе данного направления, [грали работы советских ученых В.Д.Слеварева, А.П.Судоплатова.В.Ф. |Русимова, Ф.П.Бублика, Е.Я.Махно, К.А.Ардэиева, Н.П.Бакине, В.Бакланова, А.А.Борисове, В.И.Боря-Каипаняеца, Л.Н.Гапаяовича, И.Грицаюка, С.И.Калинина, Г.А.Каткова, А.Б.Коввльчука, В.Н.Кор-лкова, Г.Н.Кузнецова, С.Т.Кузнецова, Б.ЯГ.Мышляева, В^й.Новикова, А.Орлова, Ю.А.Семенова,. М.Й.Середеико, 2.1.Худ2Е". я др.

Большую практическую помощь при проведении пах:ас асслздоза-1Й оказали В.А.Андранович, Ю.Н.Бычков, Г.И.Васильев, А.Е.Волков, .П.Кругликов, М.А.Роззнбауи, В.П.Стеценко, К.К.Элиманов я др., >торым автор вырааает большуз благодарность.

Целью работы является повышение эффективности я безопасности азработки мощных пологих пластов на основе выбора рациональных зраметров управления горный давлением, обеспечивающих рациональное злользованйе недр.

Задачи исследований.

1. Обобщить и прсанализиро^-"-*. применяемые схемы выемки и араметры управления горным давлением в очистных в подготовительных ыработках мощных пологих пластов.

2. Изучить условия залегания и классифицировать мощные пологие 1зсты по их основным геологическим и геомеханическим характеристики.

3. Установить влияние выниыаемоп мощности плаота (слоя) и ши-ины призабойного пространства на геомеханические процессы в очисток забое а в породах подрабатываемой толщи.

Установить закономерности взаимодействия механизированных ;репей разных типов с вмещающими породами и разработать рекоыенда-[ИИ по выбору силовых параметров крепей для выемки мощных пластов [аклонЪыми слоями а сразу на полную мощность.

5. Разработать методические приемы и исследовать параметры и энструктивные элементы-систем разработки с обрушением и выпусков гля в части устойчивости коротких угольных консолей (Я>1), нагру-вкна жесткие элементы крепи ц закономерностей процесса выпуска гля.

6. Изучить влияние подработки на характер проявлений горного давления б очистном забое выиеленацего пласта и разработать технические решения по управлению кровлей в лавах подработанных пластов.

7. Установить закономерности деформирования слоевых подготовительных выработок при разных схемах их расположения в толще пласта в условиях неслеживающихся обрушенных пород и разработать .методику прогноза ожидаемых смещений пород в выработках нижележащих слоев

и рациональные схемы подготовки и отработки слоев, обеспечивающир благоприятные условия поддержания выработок.

Основная-идея работы состоит в том, что выбор рациональных способов подготовки и отработки выемочных полей, типов и параметров крепей очистных и подготовительных выработок, конструктивных элемен тов систем разработки мощных пологих пластов необходимо осуществлят на основе закономерностей геомеханических процессов,обусловленных повышенной иощностыо пласта, с учетом особенностей применяемой схем их выемки при обеспечении максимального извлечения угля.

Методы исследований. Для оешения проблемы использован комплекс методов:

вахтные исследования проявлений горного давления и взаимодействия крепей с породным и угольным массивом в очистных 'механизированных забоях и в подготовительных выработках с постановкой специальных экспериментов; испытания механических свойств угля и пород в натурных а лабораторных условиях; лабораторные эксперименты на объемных и плоских моделях из эквивалентных материалов; теоретические исследования с обобщением и анализом данных практики и результатов исследований по.отдельным вопросам .данной проблемы.

Связь-работы с планами НИР. Все исследования выполнены в рамках тематических планов БНИМИ в соответствии с заданиями Минуглепро-ыа СССР, в том числе по теыам:

II/I. "Исследование проявлений горного давления при разработке пологих: мощных и средней мощности пластов Кузбасса" (1368-70 гг.) К» ГР б8002558.

020303GÜGG "Разработать основные принципы выбора аффективных способов управления горным давлением, параметров систем.разработки и расчетных нагрузок на крепи очистных выработок при разработке мощных пологих пластов угля и сланца" (1972-75 гг.) Ш ГР 72014040.

02С2030000 "Разработать и внедрить методы выбора рациональных параметров управления горным давлением, и силовых параметров крепей для мощных пологих пластов" (1976-80 гг.) № IT 7602869..

02002СОООО (П020310) "Провести.комплексные- исследования, разработать и внедрить единые методы прогноза геомеханического состояния и обоснований параметров управления массивом пород в окрестности

¡истных забоев, в.том числе с использование« активного механическо-) и физико-химического воздействия на массив пород прз виемке »логах пластов угля и сланца" (1981-85 гг.) № ГР 0I85GC05223I.

0200SC000 (HG2Q3IO) - 'Разработай усовзрзезстзовазныс пориа-1»но-кетоди5геся,че докуненгк по прогногу геоиеханического состояния >рпого массива ч вчбора оптимальных способов поддервания горных ipaöOTCK" (I>31-85 гг.) I? OI8SCW 4 584,

OllloubOOu (Ü0I05IG) - "Paspaöosati. сдшув нда1С:4ккз:,.;.щ и шсзацаю горно-геологячзских услозв*>. прммон^т^льро к ¿еханмзарогг.я-И комплексу».'" (Ir>ßJ-S3 и\) к ГР , .

;д.:То07<„С0 'ÜGTGSIC) •• ''Уз^пгобчть закорггр'-пггя ?вт-«?оде!1ет-ы мсхкрепзй с ooHomai породи":-: « pscj аостл-.ь чигг^т "Оообдеыше жазатели и характеристики взаимодействия аехнрепеа с ооковыуи догами по засоси услоггй" (I?Sl-25 т*.) 111 ГР птмл-.пычя,

G233G0400G (JIÜ2J2IC) - Те-раЛтптБ отг5*?л9т?ке •,Уча?».«мя

I управлению горным 'давлением з очистных забота угольных isaxs" :Э86-88 гг.) й ГР 0187С001103.

0239010000 (П023910) - "Исследовать взаимодействие новых типов «авизированных крепей (MI37, MI38, MI42 и др.) с боковыми породами разработать "Указания по выбору и расчету параметров механизиро-тных крепей для полого-наклонных (до 35°) пластов, определяющих : ттпгчодействие с боковыми порожним" (1987-50 гг.) й ГР 0I87GC0IIO5'.

'd .укозсшшх темах а работах еазор приьш'о- -чс-тк, ь качестве 'ководктеля и ответственного исполнителя, haучные иояоя«яяя. аыроснцыа но защиту:

I, Пои у лига жиядееиой мощности пласта или слоя в харак-tps поведения пород иодрабгА>!вз?чсй толщи наступают качественные топеняя, ъ очзулътазе которых возрастает интенсивность процессов имиенян а далнения горных пород, в частности увеличиваются: опус-1ййй крогли з очистно'-г забое, которые определяется величиной сводного опускания конца блока основной кровли и податливостью крае-

высота зоп;1 сэсаорядочаого обрушения и интенсивность }»>уио;г.:й ¡юрод в / л^ноотаваои пространстве, размеры зон озорного тления и разрушения угля в краевой часта пласта. С увеличением юоты обрушения увеличивается коэффициент разрыхления обруяенных »род, при это« относительная высота зоны беспорядочного обрушения иношекйз лысотк к здикирзкой мощности; пе только не »Со-а стает,

> даже несколько уменьшится, в р:зул*?с,:,ч "его ?я«!Л1о;»:.учг?ак*с ;р,уппяцихся дороа зостуг.;л? при дочвсе»: г- fCM ппнрьботкя ПЬ ■ьз?>с сЧ"-'лт? .'.;ой-:усгк, в . ¡у-,".;;1 "отчеты ;:-;r,v-

> и ааги последующих ооруаеняй основной кромп :ie зависят от ви-шаеиой мощности пласта и при прочих равных условиях определяются

только свойствами и строением подрабатываемых пород.

2. При слоевой выемке мощных пластов условия работы и характер взаимодействия механизированных крепей с породами кровли в верхнем и нижележащих слоях имеет существенные отличия, обусловленные измен нием механического агрегатного состояния пород кровли в результате их первичной подработки, поэтому в лавах нижележащих слоев могут применяться крепи с более низким сопротивлением, чем в верхнем слое

3. В очистном забое с механизированной крепью изменение ширины поддерживаемого пространства (длины верхняка секции) при постоянном удельном сопротивлении крепи не оказывает существенного влияния на опускание кровли, если общее сопротивление крепи изменяется пропорционально длине верхняка; изменение ширины поддерживаемого простран ства при неизменном общем сопротивлении крепи приводит к пропорциональному изменению опусканий кровли как в верхнем, так и в нижележа щих слоях. Чтобы увеличение длины верхняка не приводило к росту опусканий кровли в конкретных условиях, необходимо увеличивать общее сопротивление секции крепи, при этом удельное сопротивление может быть даже несколько ниже, чем у крепи с коротким вербняком.

4. При системах разработки с обрушением и выпуском угля для разгрузки краевой части пласта путем.переноса максимума опорного давления в глубь массива погашение вышележащей угольной- толщи следует осуществлять с наклоном ее забоя на массив под углом не менее 30° от вертикали, что обеспечивает повышение устойчивости погашаемой угольной консоли, эффективность ее управляемого разрушения, наи большую, полноту извлечения угля при выпуске и улучшает условия рабо ты гибкого перекрытия.

5. Сближенные пласты с точки зрения управления горным давление в очистных механизированных забоях в ряде случаев целесообразно отр батывать в восходящем порядке, при этом минимальная мощность.между-пластья, при которой можно допускать подработку, независимо от мощности подрабатывающего пласта должна составлять не менее шестикратной его мощности;для управления кровлей в лавах подработанных пластов могут использоваться серийные механизированные крепи для пласто с легкой кровлей, очистные забои необходимо располагать в пределах зоны полных сдвижений, а подготовительные выработки проводить после окончания активной стадии процесса сдвижения, вызванного выемкой подрабатывающего пласта.

6. Подготовительные выработки в нижележащих слоях следует размещать вне зон опорного давления, активного сдвижения и активизации процесса сдвижения пород, одна под другой или со смещением их под выработанное пространство вблизи краевой части пласта по вышележаще ыу слою; прогноз ожидаемых смещений пород в выработках под обрушен-

ныли неслеживающимися породами можно осуществлять на основе общепринятых методик расчета для подготовительных выработок под нетронутой кровлей с использованием так называемой условной прочности обрушенных пород.

Лостовернос?ь и обоснованность на;/чньас положений, выборов и рекомендаций подтверждается:

результатами многолетних шахтных исследований механических свойств, строения и характера разрушения угля и вквыа<ощих пород на ¡пахтах Кузбасса. Караганды, "рала, Северо-Востоке и Восточной Сибири, разрабатывающих пласты пологого и наклонного падения мощностью от 3 до 16 м с различном« типэчч пород кровли по устойчивости и сбрушае-мостн;

результатами промышленных испытаний и о* .ллуатации В разновидностей механизированных крепей типа КТУ2, КТУЗ, АИС, ОМКТ, М120, 2С1СП, М81, 30КП70, «130, И136, »ИЗС, 2УКП, УКТО, %»]>' не .чах-пах Кузнецкого и Карагандинского бассейнов;

результатами лабораторных исследований параметров крепей очистного забоя, конструктивных элементов слоевых и комбинированных систем разработки и закономерностей деформирования и сдвижения пород подработанной толщи, выполненных более чем на 500 объемных и плоских моделях из эквивалентных материалов и материалов натуры.

положительными результатами внедрения технических решений по обеспечений устойчивости консоли угольной потолочины,схен подготовка и отработки слоев на фланговые выработки и способа погашения бремсберговкх целиков путем ввода комплексов с зеяной поверхности,

широким внедрением рекомендаций автора в нормативно-методически документах (ГОСТы, Указания, Каталоги, Паспорта и др.), утвержденных б.Минуглепроиом СССР и действующих 2 отрасли;

результатами использования методических разработок и приемов в работах других исследователей,

Научная новизна работы заключается а следующем:

1. Получены закономерности увеличения абсолютных величин смещений вмещающих пород в лавах с увеличением мощности пласта (слоя) для разных классов кровли, при этом относительные смещения могут даже несколько уменьшаться; выявлена качественная картина, показывающая, что с увеличением прочности пород средние значения смещений кровли уменьшаются, а максимальные смещения, обусловленные вторичными осадкамя пород, в тех же условиях возрастают.

2. Установлены зависимости коэффициента разрыхления пород при обрушении от расстояния до пласта при разной его вынимаемой мощности, которые показывают, что основное увеличение (£5-90$) объема обрушенных пород происходит за счет толщи равной трех-пятикратной иощности

подрабатывающего пласта, а по мере удаления от пласта влияние вынимаемой мощности на величину коэффициента разрыхления уменьшается, и при одинаковой кратности подработки он практически не зависит от мощности.

3. Выявлены особенности проявлений горного давления в очистных забоях нижележащих слоев, которые по сравнению с верхним слоем характеризуются увеличением опусканий кровли в течение выемочного цикла, повышением интенсивности ее смещений и скорости нагружения крепи в зоне влияния основных производственных процессов при значительном уменьшении размеров згой зоны и нагрузок на крепь.

4. Впервые для мощных пластов при выемке их сразу на полную мощность и для слоев под обрушенными неслекивающиыися породами получены зависимости податливости крепи от ее удельного сопротивления, которые аппроксимируются гиперболами, что позволило обосновать силовые параметры крепей для различных классов кровли, и зависимости изменения опусканий кровли и сопротивления крепи от продолжительности выемочного цикла в лаве, показывающие, что время существенно влияет на указанные параметры только в случае недостаточного сопротив- ' ления крепи для данного класса кровли, в то же время сопротивление крепи не оказывает влияния на периодичность обрушения пород основной кровли.

5. Выявлены зависимости проявлений горного давления в очистном забое (просадки гидростоек, состояние кровли, отжим угля, характер обрушения кровли, периодичность нагружения крепи) от удельного сопротивления крепи и опусканий кровли в зависимости от ширины поддерживаемого крепью призабойного пространства, которые позволили обосновать подходы к выбору типа крепи (длины верхняка) в зависимости от ее общего и удельного сопротивления

6. Доказана принципиальная возможность создания искусственных межслоевых перекрытий, обладающих необходимой устойчивостью, на основе местных вяжущих материалов с использованием в качестве заполнителя угольной и породной мелочи, образующейся на почве вышележащего слоя после его отработки механизированный комплексом и разработана рецептура рекомендуемых вяжущих растворов с использованием тонкомолотых доменных и котельных шлаков.

7. Обоснован эмпирически и проверен на практике способ обеспечения устойчивости погашаемой консоли угольной потолочины путем придания ей наклона на массив, при этом процесс выпуска становится подобным выпуску предварительно разрушенного угля, что резко повышает его производительность, и получены зависимости полноты извлечения угля от мощности выпускаемой толщи, шага выпуска, характеристики кровли и площади выпускаемых отверстий, позволяющие оптимизировать

конструктивные элементы систем разработки с погашением подкровельных и межслоевых угольных пачек.

8. Выявлены особенности поддержания слоевых подготовительных выработок под обрушенными неслеживающимися породами, свидетельствующие о высокой трудоемкости затрат, по сравнению с верхним слоем, что обусловлено подвижностью-обрушенных пород; впервые получены зависимости смещений пород в выработках нг.жних слоев от сопротивления крепи при разных схемах их расположения в толще пласта и установлена связь смещений пород с расстоянием между очистнымV. забоями в смежных слоях при их одновременной выемке, характеризующаяся коэффициентом опережения, который необходимо учитывать при прогнозе смещений пород в выработках в зоне опорного давления.

9. Экспериментально установлено и ааалитическл обосновано, что между величиной конвергенция пород в подготовительной выработке в зоне влияния очистных работ и скоростью подвйга.чия лазы, существует обратно пропорциональная связь, в то время как скорость конвергенции пород в выработке не зависит от скорости подвигания лавы и при прочих равных условиях определяется расстоянием до очистного забоя.

10. Установлено существование прямой связи деформаций подготовительных выработок с оседанием земной поверхности и показано, что зона опорного давления, развивающаяся под влияние« очистных работ, располагается внутри интервала активных сдвижений пород, причем начало интенсивного влияния опорного давления несколько отстает от начала, а окончание его практически совпадает с окончанием активных сдвижений; обоснованы подходы к определении давления подработанных пород на почву пласта (слоя); выявлены причины интенсивного разрушения подготовительных выработок в нижнем слое, располагаемых под выработанным пространством, обусловленные активизацией процесса сдвижения пород, которая захватывает зону порядка (3+4)/н*, считая от границы отрабатываемого столба, что соответствует сдвигу максимумов кривых наклонов земной поверхности в мульдах сдвижения при отработке смежных столбов.

11. Разработаны новые методические приемы и подходы к исследованиям физических процессов горного производства и вопросов механики горных пород:

методика оценки устойчивости коротких консольных балок-, основанная на использовании функциональных характеристик прочностных свойств горных пород, что, в частности, позволило прогнозировать устойчиовсть консоли погашаемой угольной потолочины при системах разработки с обрушением и выпускои угля и разработать технические решения по повышению полноты ее извлечения;

метод измерения напряжений в элементах шахтных крепей и горных породах о помощью оптических тензометров (фотоупругих датчиков)

с визуальным способом отсчета, основанный на принципе наложения напряжений, позволяющий упростить методику и проводить массовые измерения;

методика исследований конструктивных элементов систем разработки с обрушением и выпуском угля с помощью объемных и плоских моделей, позволяющая изучать закономерности формирования нагрузок на крепь в забое подсечного слоя и процессы выпуска угля;

методика определения модуля деформации обрушенных пород для разных стадий их нагружения, заключающаяся в замене криволинейной зависимости между нагрузкой и деформацией тремя прямолинейными, на основе которой доказана возможность использования для расчетов ожидаемых смещений пород в выработках нижних слоев так называемой условной прочности обрушенных пород на сжатие и разработан порядок ее определения.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Составлена классификация промышленных запасов по горно-геологическим и геомеханическим условиям на основе изучения свойств и строения пластов и вмещающих пород и параметров проявлений горного давления на действующих шахтах основных угольных бассейнов стран СНГ, позволяющая типизировать все мощные шахтопласты с углами падения до 35° и обоснованно подходить к выбору способов выемки и механизированных крепей для лав.

2. Обоснованы технические требования к силовым параметрам механизированных крепей для пластов мощностью 3,5-5,0 м в условиях легкой и тяжелой кровли, которые использованы при составлении ГОСТ, а также к механизированным крепям для слоевой выемки мощных пластов, межслоевыы перекрытиям и средствам их возведения.

3. Разработан и освоен способ обеспечения устойчивости консоли погашаемой угольной потолочины путем наклона ее на массив при выемке мощных пластов с обрушением и выпуском угля, обеспечивающий повышение полноты извлечения угля и улучшение условий работы гибкого перекрытия.

4. Обоснована возможность и техническая целесообразность восходящего порядка отработки пластов в целях улучшения условий управления кровлей в очистных механизированных забоях и доказано, что минимальное шестикратное значение коэффициента подработки, при котором согласно ПТЭ допускается восходящий порядок выемки, является справедливым для пологих пластов независимо от их мощности.

5. Разработаны рекомендации по выбору рационального опережения между лавами в смежных слоях (30-40 м) по фактору устойчивости подготовительных выработок нижнего слоя при одновременной отработке слоев.

6. Впервые разработана методика прогноза ожидаемых смещений пород и выбора параметров крепей для слоевых подготовктельных выработок, при этом для верхнего слоя подтверждена правомерность использования разработанной ранее во ВН'Ш методяки для пластов тонких и зредней мощности с введением поправочного коэффициента, обусловленного повызевпой вынимаемой мощностью, а.дая нижележащих слоев обоснована возможности использования з расчетах условной прочности обрушенных пород, которая одредезягхся ж прочность® в зугк« к деформационными свойствами до и после обрукенкк.

7. Сформулированы требования к способам подготовки и отработки выемочных полей ной слоевгй знекке мощных пластов, исходя из которых разработаны № рациональные с;;зак, обескечзвгшцпе чтагол;.». »г.? условия поддержания подготовительных выработок,учитш-'.-АПс ооос^кнос-гм развития процессов сдвижения пород и проявлений горного давления, качество пласта и своевременную подготовку очистного фронта.

Внедрение результатов работы. Основные положения разработок автора вошли:

- в нормативно-методические документы (Указания, Каталоги, Паспорта и др. /61-72/), утвержденные Минуглепромок СССР;

-в ГОСТ 18585-82. Крепи механизированные гидравлические для лав. Общие технические требования /67/;

- з технические требования я задания на механизированные крепи нового технического уровня ¿М130, 2УКП, МТ13С, "13Л УКЛ5, '.'142, ЗКП9С);

- в технологические схемы разработки мощных пожароопасных газоносных пологи пластов, утвержденные Иинуглепромом СССР.

Технические решения и практические рекомендации по вопросам выбора способов подготовки и отработки выемочных поле»!, параметров крепей для очистных и подготовительных выработок, порядка отработки слоев ь пластов в свитах и конструктивных элементов систем разработки для конкретных условий внедрены на шахтах Кузнецкого и Карагандинского баасейнов, а такяе в проектах реконструкции индийских угольных шахт: Годавари % II А, Равиндра й 7, Праяашбм I и м 2 (мат Андхра Прадеш) и Буркунда (итат Бихар).

Типизация мощных пологих пластов используется при определении объемов производства различных механизированных комплексов и их размещения по конкретным иахтопластаа в угольных бассейнах стран СНГ /70,

Методические-разработки используются при проведении исследовательских работ как во ВНИМИ, тая и в других организациях горного профиля (ВНЙИГидроугодь, ИГДСевера, УНИПромедь , "Висмут" и др.).

Суммарный экономический эффект от внедрения разработок, выполненных с участием автора превышает 6 млн.руб. (в ценах 1990 г.),

в той числе защищенных авторскими свидетельствами около 0,5 млн.руб.

Апробация. Основные результаты исследований рассматривались в институтах ВНИМИ,. ШУИ, КузНИУИ, ПНИУИ, Гилроуглемаш, Сибгилрогор-маш (1369-1593 гг.); в Техническом управлении Мануглепрома СССР; на совместном заседании НТС Гоогортехнадзора а Минуглепрома СССР (Краснодон 1983 г.); на Всесоюзных научно-технических совещаниях и конференциях по проблемам разработки мощных.угольных пластов (Прокопьевск 196? г., Караганда 1974, 1977, 1954 гг.), интенсификации разработки угольных месторождений Южного Кузбасса (Новокузнецк 1974 г.), эффективности и перспектив развития гидравлической добычи угля (Новокузнецк 1975, 1980 гг.); на II Всесоюзной конференции по механике горных пород (Днепропетровск 1981 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Исследование, прогноз, и контроль проявлений горного давления (Ленинград, 1982 г.); на Всесоюзных семинарах по проблёме"Взаи-модейстзие механизированных крепей с боковыми породами" (Новосибирск, 1978, 1980, 1982, 1984 гг.); в производственных объединениях "Южкуз-бассуголь", , "Карагандауголь", "Северовостокуголь" и на шахтах этих объединений, в Управлении Карагандинского округа Госгортехнадзора Казахской ССР (Караганда, 1984 г.), на заседаниях МВК по приемочным испытаниям крепей и комплексов К'ГУЗ, АМС, КМ120, К!'130, 2УКП, М136, КИТ130, УКП5, КМ142; в генеральной дирекции индийской фирмы "Сингаре-ни" (г.Котагудеы 1984, 1985 и 1988 гг.) и в Центральном институте планирования и проектирования угольных предприятий Индии - (г.Ранчи 1980 г.); в научно-техническом центре общества "Висмут" (ГДР 1Э76 г.) на заседании угольной секции стран-членов СЭВ (г.Караганда 1988).

Этапы работы, посвященные выбору рациональных способов подготовки и отработки мощных пологих пластов экспонировал еа ВДНХ а 1985 и 1986 гг., за что автор награжден бронзовой медалью.

За разработку научных основ взаимодействия механизированных крепей с породным массивом и внедрение их в практику управления кровлей на шахтах коллективу ученых, в том числе автору (за обоснование'рациональных параметров и типов механизированных крепей для различных условий залегания мощных пологих пластов и их внедрение), в 1989 году присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники.

Публикации. Автором по вопросам управления горным давлением в очистных и подготовительных выработках мощных пологих пластов, угля, механики горных пород и совершенствования методов.исследований опубликовано 160 научных работ, в том числе 50 авторских свидетельств.на изобретения. Основное содержание диссертации изложено в 72 пзчааных работах, из которых 4 монографии, 4 бропюры и 18 изобретений. Под научным руководством и при участии автора разработаны отраслевые нормативно-методические документы или их разделы /61-72/.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

I.'Классификация промышленных запасов в мощных пологих пластах по условиям их разработки

На всех эксплуатируемых з настоящее время месторождениях стран ШГ насчитывается, более 70 пластов с углами падения до 35°: яиесщех шщность более 3,5 м, на д.лчв косорью прэходягзя свыше 102,' всзй иод-зеыиой добычи, при этом около 8С? добыч:; кз рассматрйгаеаых пластов «М0*/г .Чуэноцкмй Кар9Г8.-»динск21: (*тг. Челкбагский (око-

ю 7%) б;есей:а:. Следовательно! эффективность рр.эпйбрттп: дг Г:г"тл плао-'ов з охйх бассбйелх определяет урсьен* ж эффечтйзяостк в цепом *■ лрасли -

Для определерип заибсае.; п-. регент ».'* ьв.'ешй работ па со-мршевсгводекю рт.рабозки «оцвьа ¡иаоюдт % .у^чнк о алых объема ъ заедренил прогрессивных технических решений йглч изучены а системати-¡ированы горно-геплогтееехпе у пГ иаг&д^е

гсп^Тииы механические свойства углей и вмещают» пород всех ыахто-[ластов с промышленными запасами не менее 5 илн.т. 3 качестве основах признаков и показателей для характеристика йахтопластов была при-шты следующие: мощность и угол падения, строение пласта и вмещающих юрод, устойчивость пород непосредственной кровли я склонность ее к ¡леживанию после обрушения, обрудаемооть основной кровли, сопротивляемость почвы вдавливанию, дизъюнктивная нарушенность пласта, газо-бяльность и обводненность пласт* и пород, опасноегь по горним удз-•ам и внезапны»1 выбросай. 3 дзльве^еи каждый отхсоаяаст был отнесен

определенному типу, что лг.?вол.:-т реьать вопросы выбора схемы его ;ыемкя /64/, создания, выпуска и размещения ыехачвзированных комп-ексов /70/,

В результате оик исслкдовани1 было усыновлено, что из общего бъййв промышленных запасов угля в мощных пластах указанных бяссей-ов около 8С2 приходится ча пласты с углами падоная у.о 18". По вере величения мощности пластов относительный объем запасов в них сокра-ается: 18% запасов приходится на пласты мощностьа 3,5-4,5 а; 33, ,5-6,5 м п 28,12 - более 6,5 к. К последний относятся пласта 12 и У-У, а также Золковский, 21 а 17- Знутренвий в Кузбассе и к12 в Ха-агандинском бассейне'. Их мощность составляет 7-12 м. Свыше 12 и меют мощность на отдельных участках только пласты Восточко-Батурин-кий-1 и Чумлякский в Челябинском бассейне.

Основная-часть запасов (851') представлена лластачи слоеного троения, однако только 3% из них залегает в пластах, имеющих пород-, ые прослойки, которые затрудняют валовую эы&мку г при слоевой отра-отке требуют включения их в состав меяслоевой пачки. Среда пласгов,

которые отрабатываются слоями, свыше 75$ составляют пласты с исслеживающимися после обрушения породами кровли, причем с увеличением глубины разработки и уменьшением влажности пород склонность их к слеживанию снижается.

Около половины всех запасов приходится на пласты с неустойчивой непосредственной кровлей. В основном это пласты Карагандинского бассейна. В пластах с труднообрушающейся кровлей только в Кузбассе имеется значительный объем запасов - 16,8$, из которых основная часть (12%) - на шахте "Распадская".

По сопротивляемости пород почвы пластов вдавливанию около 63% запасов залегает в пластах с прочной почвой, а остальные - со слабой (2ЗД и весьма слабой (8%) почвой. По дизъюнктивной варушенностй выделяются две основные группы пластов: малой нарушенности.(2б$£) 6 коэффициентом менее 0,5 и выше средней нарушенности (52,2%), когда суммарная длина нарушений составляет 2*4 км на I км^ площади пласта. Большая часть оставшихся запасов (18,2$) занимает промежуточное положение между этими двумя группами. Все пласты опасны по газу и пыли, По газоносности пластов 62,7$ запасов относятся к сверхкатегорным и только 2% - к I категории. На угрожаемые по внезапным выбросай угля и газа шахтопласты, которые сосредоточены в основном в Карагандинском бассейне, приходится 28,2^. Около запасов залегает в пластаз не опасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа. Угли всех мощных пластов самовозгорающиеся.

Мощность большинства разрабатываемых в настоящее время мощных пологих пластов в других бассейнах (Печорский, Днепровский, Кизелов-ский), а также на месторождениях Средней Азии, Грузии, Восточной Сибири, Забайколья, Якутии, Северо-Востока и о.Сахалин обычно не превышает 5 м, а иногда достигает 6-7 м. Только отдельные пласты,такие как пласта "В" на Шурабском, пласт 1+П на Букачачинском и пласты Первый и Второй на Аркагалинском месторождениях, имеют мощность 15-16 м. Породы кровли по устойчивости изменяются от весьма неустойчивых сыпучих. (Днепровский бассейн) до весьма устойчивых труднообрушающихся (Воркутское месторождение). Почти все мощные пласты на месторождениях Средней Азии и Грузии являются опасными по горным ударам.

Результаты исследования условий разработки рассматриваемых пластов позволяют характеризовать их с точки зрения выбора способов выемки следующим образом:

из общего объема промышленных запасов угля в мощных пластах с углами падения до 35° для выемки без разделения на слои с применением механизированных крепей высотой до 5 м пригодно около 36$ запасов, в том числе 14$ запасов приходится на пласты с труднообрушающи-мися породами кровли;

около 55% запасов находится в. пластах мощностью более 5 м, которые иогут отрабатываться наклонными слоями, причем только % из них находятся в пластах со сле:лнвающиыисл породами кровля;

системы разработки с обрушониев и выпуском угля целесообразно применять для гыеыки 15-20^ запасов, однако, учитывая ограничения :ю ';':■>•<'.,-ирьи кредоегг. ух-лй з и5р..".'аеиос^?. кровли, оЛем к" расиовь?*» ло^о оссхазлчс" гдс.'й 10% гсе-х зап?с;;з, з юу око-

.•■.Г.-'.Ъс'О;'.:.'^-; -О^р.-'Н К'ЯО; ДИОСерЛ} '.¿е дСТЬГ £0 Ли .гН^"

оликсши, три лз котооых посвяиенн «опроса* упрвзлеяяя ™г—б

г ,у. :;, ¡../ейке г>дя;1Г>-'Ч'.)Го Г/.ЙС7Р. П С И ; ■<? _■''„:'.- .;;>.• ука^с.;--

;-•>:• "мя.-; си^йсСо» иые-к», 01 дельно рассаотр^н вопрос влия-

..::. ■'.■■■•'.-■?.:{:■■ рлр^з г;»:.-ч? гткы'з в Чч-хзназиро-

г .-..•, < олпкй г пооятсл п \. ск .: ас ¿г о: выработок и выбору рациональных схем подготовка 2 отработки выеиоч-

^ Л»«*» аул 8«ив^>» мыкмя-й ГЛа,"1""!, ТГСГГР^С Г ¿С СЛ ^ ¿Л а Г ОПиплх-

„«Слияяя ИОДдердаНИЯ выработок.

2. Управление кровлей в очистных забоях

Вопросам гыбора рациональных параметров управления кровлей и создания средств механизации в длинных очистных забоях на мощных пологих пластах посвящена исследования ученых и конструкторов ЙГД им. А.А-.Скочкнеяого, ЕН1Е1Й, Гапроуг,:счаиа, ГПКТЙ ПТМ, КНИУИ, КузНЙУИ, [Шй.уй, Счбг.чпрргорнапа а дз.

- - . , .-"••Л'^га . ■ ^'. О ТУ, й'ЭЭ РЦЗДй^СП'ЛК „^ ОЛС'Н ,:им

ПОДДУ» ыокнооть

)'г- 60-У Г С В птткок^епно

г:; . " ? )";аг".чл "Л'-Д обггт.г- '¡е пре^нпй/;^ Я-5 и. Раз-

.. -.-•не?. ¿'»ол1: из &".?о$о9 гзкдьйцик) к увехаче-

г--но тре'оьё, заявил! с,оо?:>этс?»у7Ц%х

.-•(.■ ляле-.:-'.а.ьг-лкиаида ое>:-п™;нчу: рз^ог, как э?о бу-

ЛоЗ ихиаааты:н на характере проявлений горного давления и га взаимо-

ЕСЙС'Р'пма кп«ггя8 <-> "»"'■'""Г "Г"".-" rC~i.iT'/ ::0 б'^';., ПО

• " ' |\ \ 5 - : ..V. . .. „ ■ . -';'-"'' "■. еV *Р~

«.А.ЯгОил, л.л.Орлов, и.Ф.Оагенко, В.Л.Попоэ, К.Клауде, Ф.Шпрут и др.) ограничивалась изкепоняем иощности пласта в пределах от 0,5 ЛО 3,С м.

Г"" сг:-- "■:,-о-.' '¡-^ эио^зр'д^еи'.-о;-... ;'>Л1с;:н--1;'-з>..,. «лторсы " . -■ '■>■. г-х у.-- я £ й 5>> ■ тъ - - и н'.тх /т/.

которые полтшили по^ервзейче не прагтгг:?, показал л, v;-» проле'га

г. «'.¡.•¿схч', 1'л:; ;9ил ояукгчгг- оопс:ло>: про .зли :-е лазясят

ог ¿л^аеаоЗ лласа'а я при прочах равдых условиях опрвделя-

ются свойствами и строением пород. Отмечаемые на практике различия объясняются не влияние»? мощности, а тем, что с увеличением ее опора (заделка) прочных слоев кровли перемещается от кромки пласта в глубь массива. В связи с этим пролет обрушения пород, зафиксированный визуально, получается несколько меньше фактического.

В условиях развившегося сдвижения пород смещения щэовли в очистном забое в период осадки основной кровли определяются наклоном обломившегося блока, который в свои очередь, зависит от дайны блока и величины свободного опускания его конца, обращенного к выработанному пространству. При одинаковом составе и строении пород кровли величина этого опускания будет тем больше, чем больше вынимаемая мощность. Следовательно, с увеличением вынимаемой мощности пласта будут возрастать .опускания кровли в лаве, а такие интенсивность осадок пород в выработанном пространстве. В период отсутствия влияния вторичных осадок кровли или в условиях, где они не проявляются, при увеличении вынимаемой мощности смещения кровли в призабойноы пространстве нескол] ко возрастает за счет большей податливости краевой части пласта.

Эти предпосылки были подтверждены установленными для различных классов кровли закономерностей^, которые свидетельствуют, что при увеличении мощности пласта в два раза абсолютные величины смещений кровли в лаье возрастают на 40+80& прк этом относительные смещения могут даже несколько (на 20«402$ уменьшиться (рис.1). Данное положение необходимо учитывать прк выборе гидравлической податливости (раздвижности) крепей, :: о г ору а следует выбирать из расчета 100-120 мм опускания кровли на I м шаркны очистного забоя. Была также выявлена качественная картина того, как*о увеличением прочности пород срддние величины смещений кровли несколько уменьшаются (кривые I и 2), а максимальные смещения, обусловленные вторичными осадками пород, в тех же уоловиях возрастают (кривые I1 и 2*).

Вопрос влияния вынимаемой косности пласта на формирование характерных зон в подрабатываемой толще а/еет лажное значение для решения задач, связанных с отработкой секты пластов в восходящем порядке. Согласно действующим "Правилам технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт" подработка допускается только пластами тонкими и. средней мощности, и при разработке с обрушением кровли минимальная мощность меадупластья должна быть не менее 6-кратной мощности подрабатывающего пласта.

Установленные экспериментальным путем зависимости коэффициентов разрыхления кр пород от расстояния Ь до пласта при разной его вынимаемой мощности уп отражают качественную картину (рис. 2), однако они убедительно показывают, что основное увеличение объема обрученных пород (до 90%) происходит за счет толщи, залегающей над пластом, равной 3+5-кратной его мощности. По мере удаления от пласте влияние

6 т,и

40

до

1

К ^ Т — —- й Кх ; 1 V *

< . ч - ( 1 *•-„,. „./С, ,1

- ■ »' I

рас. i. Зависимость наклона крозли г эчсот>г/. аабое о® вынимаемой мощности пласта: I я 2 - с ,-. длне: I1 и - максимальные значения, соответственна, для прочных а слабых пород

' О 20 40 60 80 Ь,м Рис.

вынимаемой мощности на величину кр уменьшаемся, а при одинаковой' кратности подработки разница в величинах Ьр является незначительной. В связи с возрастанием кр при увеличении т> самоподбучивание подрабатываемых пород происходят при меньшей кратьости уу их подработки. Это можно продемонстрировать также, пользуясь известной формулой -дм расчета высоты Ь0бр зоны обрушения

^ ~ 7ГГ ш

!ср I

Результаты расчетов для различных значений т- с использованием (по В.Д.Слесареву) для глинистых'сланцев приведены ниже:

ум/...... . I 2 3

...... . 1,2 1,3 1,35

Ьойг,,м....... 5 6,7 8,1

6р

w....... 5 3,4' 2,7

Помимо уп , на высоту зоны обрушения будет влиять еще ряд факте ров (строенье кровли, конвергенция на линии обрушения пород и др.). Однако, выявленные зависимости позволяют констатировать, что с увеличением вынимаемой мощности общая Еысота зоны обрушения пород возрастает, но'ее кратность относительно вынимаемой мощности не только *:е возрастает, а даже несколько уменьшается.

Из данного научного положения следует важный вывод о том, что минимальное значение коэффициента подработки.равное шести, при котором может допускаться восходящий порядок выемки (ПТЭ, § 188), являет ся справедливым для пологих пластов независимо от-их мощности.

В процессе исследований было подтверждено, что с увеличением вынимаемой мощности пласта при прочих равных условиях размер зонк опорного давления также увеличивается. Аналитические расчеты на осно ве теории упругости показывают, что размер зоны разрушения угля дбла зи выработка с увеличением мощности возрастает. В этой связи особое значение при выемке мощных пластов приобретает вопрос управления устойчивостью угольного забоя, поскольку развитие отжима угля ве^ет. к снижению безопасности и эффективности работы очистного забоя /42/.

. Влияние ширины поддерживаемого- призабойного.пространства.В лава мощных пластов площадь поперечного сечения призабойного пространства обычно не лимитирует применение механизированных крепей того или ино' го типа по газовому фактору, поэтому на практике здесь используются крепи разных типов. Однако, вопрос о влиянии ширины призабойного про> странства, т.е. длины верхняка крепи, на показатели ее взаимодействия с кровлей, по сути дела, остается не изученным. Данные.практики не дают на него однозначного ответа, поскольку эта зависимость является многофакторной и определяется не только условиями отработки

гаста, но и техническими, и организационным причинами. Анализ ре-гльтатов изучения взаимодействия различных крепей (ОМКТ, AMC, ОКП, JI, 0КП70, 11120, MI30, MI36, MTI30, 2УКП, MI42, УКП5) с вмещающими ¡родаин не позволяют судить о преимуществах того или иного типа кре-1, обусловленных только длиной верхняка. В связи с этим данный воп-)с изучался на ыоделях из эквивалентных материалов, при этом были яановлены следующие принципиальные положения (рис. 3):

1-S, м

го

40

60

80

\ husoá 2 слои \ iL -- ! i t

3 слои NN. ■

'V J ■ъе / 4 4

5

Рис. 3. Зависимость наклонов кровли 1 в-очистной забое от длины верхняка I. для крепей с постоянным удельным (I, 2) и постоянным

эСж.им (3, "4, 5) сопротивлением крепи.

длина верхняка не оказывает существенного влияния на средние зличани опусканий кровли (кривая I), если удельное сопротивление рекя ие изменяется,, т.е. ее общее сопротивление изменяется пропор-аока.твяо длине верхняка. В то se вреыя максимальны? опускания кров-6! (кр.иьая 2), проявляющиеся в периоды осадки кровли, с увеличением динн верхняка несколько уменьшается. Так, увеличение длины верхняка 2 взза при постоянном .удельном сопротивлении крепи зыэыъает уыенъ-зние максимальных смещений кровли на I5-20&

изменение длинк ьерхняха, когда обратно пропоршюналььо ему вменяется удельное сопротивление крепа, так что ее общее сопротив-зние остается постоянным, вызывает соответствующее изменение опус-аний кровли во всех слоях как в периоды осадки основной кровли кривая 3)> так и в их отсутствии (кривые 4 и 5). Так, при увеличе- . ии длины верхняка в 2 раза опускания кровли увеличиваются на 50480>-.

Такии образом, увеличение длины верхняка.требует узели-ения общего сопротивления секция крепи, при это« уровень ее удель-ого сопротивления может.быть даже несколько ниже, чем у крепи с олее коротким верхняком. Это научное положение подтверждается на

практике, если сравнивать скорость ыагружения крепей оградительно-поддерживающего типа 0КП7О, UI20 и УКП5 и поддервивающе-оградитель-ного типа M8I, HI30 и MI42, которая у первых в 5-7 раз ниже, чем у вторых.

Исходя из установленных закономерностей и учитывая изменение стоимости крепи с увеличением ее сопротивления, предпочтительнее иметь крепи с более короткой длиной верхняка. Результаты изучения взаимодействия механизированных крепей разных типов в различных горно-геологических условиях дают основание утверядаЕь, что все мощные пологие пласты, за исключением шахтсшластов, кровля которых об-рушается короткими высокими блоками, способными создавать значительную нагрузку на оградительную часть секции, могут отрабатываться с применением крепей оградительно-поддерживающего типа. Крепи этого типа, обладающие меньшим аффектом "топтание" кровли, не теряющие пр< дольной устойчивости секций в случае обрушения неустойчивой кровли и лучше приспособлиьающиеся к ее неровностям, являются более.подходящими и для нижележащих слоев. Крепи поддерживающего типа со шпунтовыми соединениями верхних перекрытий имеют преимущества при выемке пластов с волнистой почвой, сложного строения и сильно обводненных. При.работе на верхнем пределе вынимаемой мощности в случае неустойчивой кровля они теряют свою продольную устойчивость, а в условиях резких осадок труднообрушающихся пород кровли шпунтовые соединения нередко выходят из строя. Наиболее универсальными с точки зрения управления кровлей различных классов следует считать крепи поддер-живающие-оградительного типа с выдвижными верхняками, способными скалывать подкровельную пачку угля.

Влияние сопротивления крепи. При прочих равных условиях опускание кровли в очистном, забое характеризует устойчивость ее обнажений и обуславливает податливость крепи. В результате шахтных исследований на |фепях различных типов, которые проходили промышленные испытания (MI30, ОШО, Ы136, 2УКП, MTI30, УКП5, MI42) или эксплуатировались (ОМКТМ, ОКП, M8I) в.очистных забоях на пластах мощностью 3*4,8 м в различных горно-геологических условиях /1,7,12,25,29,31, 33,38,40/, были получены зависимости податливости крепи от ее удельного сопротивления, уровень которого изменялся от 430 до 1300 кН/м2. Максимальные значения просадок штоков гидростоек за 'цикл составляли 244-1000 мм. В условиях как легкообрушающихся, так и труднообрушающихся пород кровли полученные зависимости аппроксимируются гиперболами (рис. 4) с максимальной кривизной в точках, соответствующих 470 кН/м2 (кривая I) и 650 кН/м2 (кривая 2). При сопротивлении ниже этого уровня резко возрастала податливость крепи, а следовательно, и опускания кровли, а также интенсивно развивался отжим угля. Такое

>противление должно соответствовать в этих условиях начальному рас-од крепи.

/51,«м 30

60 40

го о

Увеличение вынимаемой мощности и создание высокопроизводительно механизированных крепей потребовали более надежного обоснования х силовых и конструктивных параметров для различных, классов вмещаю-их пород. С .этой целью были поставлены специальные эксперименты по оследовательному изменению сопротивления крепи зрзая прйвчочиых с питаний опытного образца комплекса 21'КИ на аахт-з ''Распадская" в аве по пласту 7-?а иодностйю около 4 ы с труднообруаавщейся кроз-ей. Изменение сопротавленч.-: ¡греки з пределах 1550 - 750 кН/м2 осущеотлилось путем перенастройки предохранительны.;: клапанов гидростоек окцйй г средней чаоти лавк на участке 25-40 к /38/, 3 результате юследозэнзй установлено, что изменение сопрстиз.телия кропя в ука-•анных пределах оказызаит влияние на состояние кровли в пр.азабойноч ространстве, величину отжима угля из забоя и просадки мтокоз гидро-тоек. Особенно кто 'иле заметке при снижении сопротивления менее :000 кН/а2. Так, если при сопротивлении Г:;^0-135С кН/к2 сре'дкяе значения просадок за цикл составляли 5-8 им, ¿.г. крепь рабг.тала в. ре-;име упругой податливости» и- лишь в 2% случаев просадки достигали -5-45 мм, то при сопротивления 750 хН/м2 средние значения просадок юзросли до ЗС мм, а ааксимэльгще - до 80 «м. увеличился-с 0,2

Ю 1«0 м. При сопротивлении крзаи 1000 кН/м2 г кровле стала раэЬи-шться отслоения пород, а при 750 кН/м'- появились заколы и Еывапы зысотой до'0,3 м. Протяженность зоны влияния проагводственнвх провесов в'озросла с. 30 до 50 м.

Вместе с тем, изменение сопротивления не отразилось на характв' ре обрушения пород кровли за крепью и периодичности ее нагружения. Длительность цикла при высоком уровне сопротивления практически не оказывала влияния на величину податливости гидростоек, которые только в 4% случаев развивали в конце цикла номинальное сопротивление, в то время как при сопротивлении 750 кН/м2 увеличение длительности цикла приводило к существенному (в 2 раза) росту максимальных просадок гидростоек, так что в ЪЪ% циклов от их общего числа сопротивлеш стоек достигало номинального значения.

Важным критерием оценки периодичности нагружения крепи, по сраз нению с графиками изменения ее сопротивления в конце цикла, служит работа, совершаемая крепью по поддержанию кровли, которая представляет собой произведение сопротивления в конце цикла на величину податливости гидростойки. Использование этого показателя особенно целе сообразно в случае выхода крепи на номинальное сопротивление сразу после ее распора, как это имело место при удельном сойротивлении 750 кН/м2. С помощью данного критерия было подтверждено, что шаг осадки основной кровли не зависит от уровня сопротивления крепи /38/

Для каждой серии наблюдений с различным уровнем сопротивления была получена зависимость податливости стоек от сопротивления крепи, а по точкам предельных значений этих зависимостей построена обобщенная зависимость в виде гиперболы (ряс. 5), точка максимальной кривизны которой соответствует сопротивлению крепи 950 кН/м2. Учитывая закономерности, установленные при выемке пластов разной мощности (см. рис. I), возможный разброс в уровне настройки предохранительных клапанов гидростоек и фактическое состояние кровли в лавах, номиналь-

ое сопротивление крепей для пластов мощностью 3,5-5 м с легкообру-ающейся кровлей должно составлять не менее 500-700 кН/м"% а для ластов той вег мощности с труднообрушающейся кровлей - не-менее 000-1200 кН/ы2. При этом крепь должна обеспечивать начальный рас-

ор до 0,6-0,8 от номинального рабочего сопротивления.

2.2. Слозззя .выемка

Особенности ¿правлены.кровлей, "анлонные ело? в настоящее вре-я являются основных способом выэмки пологих и наклонных пл^зтоз яощ-остью более 5 м. Особенности управления кровлей при слоевой выемке ; закономерность взаимодействия мехам?•¡ро.заннг.х крепей разных типов ■змещающрмй породами рассмотрены в ребо;'ил Д,7,15,20,25/. 5 связи изменением механического агрегайтогг сог.токлу,з ^.,род кровлк•уо.ю-1ИЯ работы крепей л верхнем л слону р-^яйтны.

В очистных забоях верхних сдоев сопротивление, развиваемое :репыэ, опускания кровлк а прлзабойпом прспрвутт и-их интвкейв-юсть, размеры зон влияния производственных процессов и другие пока-¡атели взаимодействия крепей с боковыми породама характеризуются та-:ими же параметрами, как и на пластах соответствующей мощности, отра-5атываемых'без разделения на слои. 3 связи с этим требования к кре-[ям для верхних слоев предъявляются,прежде всего, в зависимости от занимаемой мощности слоя и класса пород.кровли.

В лавах нижележащих слоев особенности взаимодействия крепей.с >'огозкйй породами обусловлены наличие« а хрозчэ пород.

Зуду «и .;есвяз.-^п, они обладают большой подявжност*», что приводит { оначяг^льйкй ш:уск&зияч крозяв,. ^отооыв изменимсл в широкие чроде-13;: а завм<туос?й от отепенс сл-зу«15а<**ое7в "ород, надичкя межслоевой

"ох;)й«а* «мгавов пачки ?. ее харАкхеркисде*. Величия« опускания нров-ш » рчлс?ш»х эабо.'й нижних слоев л 1,5-? хам болъие, чем з верхнем. грч «аяо отл;1чаж«сгсл ьнячениях сопротивлений, развиваемых крзпчма, ■но овидетельотвгз) о боглиоЯ податливости кроъ.еа, Это подтверждается и наблюдениями за просадками гидросюе», средне значения которых '5-1; •.•«} ссстз—г.тг л'/лг^ 10-9,0% от величины опусканий.кровли за гг«::.:.!:. Гфк р.^опере секций нроясхолат лоднлтуе кроьиг яс ср ее

опускания при разгрузке. Высоте ¿оны беспорядочного обручения пород при их последующих подработках, несколько увеличивается, хотя основное увеличение объема пород происходит при первой их подработке* Дог/, гните яь^ое увели-: гнио коэффициента разрихлсгсг пород в толще №." -:~крвгяой моааостк слоя яри вторично;; пс ьра '.'отке й^ставдвет 3г"!"*', после трехкратной подработки - от его величины »ри

;н,1; л^рз:ого слоя.

Но сравнению с верхним сдоен, омеще^р. ¡сроили в якнених слоях в зоне влияния производственных процессов протекают более интенЬив-

ао, а с течением времени изменяются мало. Протяженность этой зоны в лавах нижних слоев примерно в 1,5 раза меньше, чем в верхнем слое, однако,.на ее долю приходится около 90$ прироста сопротивления крепи за цикл, в то время как в верхнем слое - 70$. Скорость нагружения (нарастания сопротивления) крепи в зоне влияния производственных процессов в десятки раз выше, чем при ее отсутствии. Только в редких случаях серийные крепи типа ОКИ, M8I, MI3Q, 0КП7О и др. развивают в конце цикла номинальное сопротивление, а в подавляющем большинстве случаев работают в режиме нарастающего сопротивления. При этом аред-ние значения максимального сопротивления гидростоек в конце цикла находятся на уровне 60*80$ при начальном распоре 20*50$ от номинального сопротивления.

При достаточном уровне номинального сопротивления длительность цикла не оказывает существенного влияния на величину сопротивления крепи в конце цикла, хотя с увеличением длительности интенсифицируется отжим угля из забоя и ухудшается состояние кровли в призабойноЯ полосе.

Устойчивость кровли в нижних слоях. Обеспечение необходимой устойчивости обрушенных неслеживающихся пород в лавах нижних слоев является одной из наиболее важных проблем управления кровлей при слоевой выемке мощных пластов. Ей посвящены исследования и разработки, выполнявшиеся в институтах КНИУИ, КузНИУИ, НИИОГР, ИГД им. Скочинского, ИФиМГП, Сибгипрогорнаы. Несмотря на многочисленные предложения и неоднократные испытания, в настоящее время еще нет положительного опыта слоевой отработки без оставления межслоевых угольных пачек, толщина которых составляет преимущественно 0,6-0,8 м, а иногда и более, что вызывает 12-18$ потерь по мощности пласта. Основной причиной неудовлетворигельных результатов использования гибких металлических.или синтетических перекрытий является большое (до 40$) относительное удлинение их при растяжении, т.е. они не'обладают необходимой жесткостью.

Исходя из условий требуемой жесткости перекрытия в призабойном пространстве, с учетом механизации работ по его возведению, рекомендуются настилы следующих конструкций: переплетенные металлические полосы толщиной 1,4-1,6 мм и шириной 40-60 мм, настилаемые, из.расчета 4-5 полос на I м^ площади почвы лавы; проволочная .сетка укладываемая с коэффициентом нахлестки 1,5 поверх металлических полос.толщиной 2-3 мм и шириной 30-50 мм из расчета 2-3 полосы-на I м длины лавы; огнестойкая стенлопластиковая рулонная Затяжка с.разрывная уси-, лением до 0,2 МН/м.при относительном удлинении 2$, выпускаемая в Кузбассе (ВТУ 1 1-74).

При наблюдениях за составом обрушенных пород и разрушением меж-

лоевых предохранительных пачек угля в забоях с механизированными юмплекоами было установлено, что на почве вышележащего слоя всегда »бразуется слой штыба, угольной и породной мелочи толщиной-0,2-0,3 м, ше которого находятся обрушенные породы в крупнокусноватом состоя-ши. На основе ситового анализз был изучен фракционный состав пород сказанного слоя и проведены эксперименты в шахтных и лабораторных гедониях по его искусственному упрочнению с использованием различных зяяущих растворов на основе тонкомолотых (менее 0,1 мы) гранулированных доменных и котельных.шлаков с добавкой в качестве активизаторов цемента а жидкого стекла.

... ..Результаты исследований убедительно показали принципиальную возможность создания искусственного перекрытия для ияжаих слоев, облачающего необходимой устойчивостью, на огн'<де ¡юусгих местных ма'тераа-иов. При этом расход шлаков составляет 25-30£ оа заполнителя,

в качестве которого слуги? угольная и породная мелочь. Водный раствор вяжущего материала подастся на почву вышележащего слоя йэ очистного забоя. Таким способом получается достаточно прочный (Е>с = 5-10 НПа) аонолитный материал, в котором, отдельные кусочки угля и пород скреплены затвердевшим раствором. Созданная гакам способом искусственная кровля позволяет отрабатывать нижние слои без оставления межслоевых угольных пачек или значительно,.по крайней мере в 2-3 раза, уменьшить их толщину. Экономическая оценка, выполненная применительно к условиям Южного Кузбасса, свидетельствует /7/, что предложенный способ создания искусственной кровли с помощью вя&ущях растворов по стоимости эквивалентен угольной пачке толщиной 0,2-0,25 м. Возведение гибкого перекрытия из проволочной сетки /й 20 и трех металлических полос сечением 2x50 мм ка I а длины лав« экономически равноценно оставлению угольной пачки толщиной 0,3 н.■Учитывая, что .на практике требуется оставлять пачку толщиной обычно в 2-3 раза больше, целесообразность применения указанных способов обеспечения устойчивости кровли в нижних слоях становится очевидной.

Оставление межслоевых угольных пачек следует рассматривать шк временную меру, допустимую только при выемке малоценного угля или в отдаленных районах с ограниченным спросом на уголь. Принимая во внимание блочность обрушенных пород, применение гибких перекрытий из одной проволочной сетки или синтетических материалов, обладающих высокой эластичностью, является перспективным только при выемке с весьма малой (до 0,2 м) величиной захвате, т.е. лрг: так напиваемой тонкополостной выемке.

Выбор силовых параметров крепей для нижележащих слоев.-Для обоснования рациональной величины номинального рабочего сопротивления крепи в лавах нижележащих слоев в условиях неслеживающихся пород

кровли были поставлены специальные эксперименты в лаве с комплексом 20КП по третьему слою пласта 1У-У на шахте им. В.И.Ленина в Кузбассе Вынимаемая мощность слоя составляла около 3 и. Толщина межслоевой пачки угля изменялась от 0,4 до 2 и. Обрученные породы представлены конгломератами, песчаником и алевролитами. Удельное сопротивление крепи изменялось ступенями от 610 до 180 кН/м2 путем перенастройки предохранительных клапанов гидростоек 30 секций в средней часзи лавы на давление 50, 40, 30, 20 и .15 МПа. По'двигание забоя при каждой серии наблюдений составляло '25-60 м. Такие эксперименты в лавах, работающих под обрушенными породами, были проведены впервые. Они показали (рис. 6), что при номинальном сопротивлении крепи 245 кН/м2 и выш просадки гидростоек не значительны и происходят, в основном, под влиянием производственных процессов, а продолжительность выемочного цикла практически не оказывает влияния на их величину. При этом состояние кровли в лаве было удовлетворительным при продолжительности цикла 4-5 часов. При сопротивлении крепи 180 кН/м2 гидростойки сразу после распора стали выходить на режим постоянного сопротивления, происходило срабатывание предохранительных клапанов (от 12 до 42 за цикл)* просадки стоек резко хогрссли» а межслоевая пачка стала разрушаться впереди козырьков ы высыпаться в призабойное пространство. Зона влияния'производственных процессов увеличилась в 1,5 раза.

ао

so

40

го

100 . 200 300 400 SUU

'-•ИР!

Р, кН/мг

Рис. 6. Зависимость'просадокгидростоек в нижнем слое от сопротивления крепи Р

Таким образом,уровень номинального рабочего сопротивления крепи для очистных забоев под обрушенными неслеживающимися породами при вынимаемой мощности слоя. 3 м должен быть, не ниже 300 кН/м^. Это требование является справеривым при отсутствии влияния очистных' 26

забоев в смежных слоях или зон ПГД, Начальный распор крепи должен задаваться с учетом условий сохранения целостности межслоевой пачки я связности уплотнившихся~пород, а с другой стороны он должен быть достаточным, чтобы не дать развиться смещениям кровли. Оптимальное

значение начального распора крепи для нйаележзщих слоев не превышает 150-200 кН/м2, а усилие остаточного подпора при передвижке секции по тем не причинам достаточно иметь 50 кН/мл.

Знакопеременные перемещения предохранительной аехслоевой пачки и лежащих на ней пород в пропессе каждого .выемочного цикла весьма отрицательно сказываются на устойчивости кровли, особенно при использовании крепей поддерживающего типа, когда каждый участок кровли испытывает до шести циклов ''нагрузка-разгрузка'1. С этой точки зрения, а-также учитывая закономерности, изложенные в п.2.1 (см. рис. 2), нижние слои целесообразнее отрабатывать с крепями оградительно-поддерживающего хнпз, з?;е?и|и«» более короткий верхняк.

2.3. Комбинированная выемка с обрушением и выпуском угля

Данная технология позволяет эффективно использовать преимущества большой мощности пласта без увеличения высоты крепи. Ее применение оообенно оправдано в сложных горно-геологических условиях, где обычная слоевая выемка или выемка .одним забоем на полную мощность с механизированными комплексами большой высоты нерациональна, например, вследствие знатательных колебаний мощности или угла падения пласта, его сми»щй геологической нарушеннооса, а такие при ограниченных размерах выемочз:^ участков, з гон числе при обработке целиков различного назначения.

Первоочередные гадэчм по обеспечению эффективности систеи разработки с ¿сс-/7.'знием и выпуском угля ¿вязаны, преаде всего, с устоу.-чизостыо консил« погашаемой угольной толщи и подготовкой угл* к з:>-п^оку, лаоором ткла и параметров крепа подсечного очоя и обоснованием параыегров выпуска угля. Исследования осуцостэлялвсь применительно к основным вариантам схем отработки пластов с зшус^ои угла /1,6? 15.а;1,'гЗ/: ж ао.чную мощность с пог?~енч»»м подкровельной угольной -холщй £ег предварительного сали&ч&я:*« "у, I г.а; с обругенвек и вшу свои угля после предварительного ослаоленид кровлг., г -.су числе о рс.здпчнышг схемами маганизврования угля; с обрушением и выпуском угля под завитой гибкого перекрытия.

для решения поставленных задач, наря;;, о ¡¡ззестными .«етодаии, были разработаны ногые методические подходы и созданы новые средства измерений. Ъ частности, из-за отсутствия точных методов расчета коротких слоистых балок с заделкой для сценки устойчивости погашаемых угольных консолей (Ь> Ь ) был использован метод приближенных расчетов, предложенный Г.Н.Кузнецовым для балок на двух опорах.

Идея метода заключается в использовании для расчетов не основных констант механических свойств материала, а так называемых функциональных характеристик, которые учитывают совокупное влияние факторов, связанных с геометрической формой разрушаемого тела и условиями его нагружения. Значение такой характеристики является неизменной в довольно широких пределах.

Согласно данным лабораторных и натурных испытаний коротких угольных балок с-соотношением высоты Ь/ к длине I балки в пределах от 2 до 6 предельная нагрузка на нее может быть рассчитана по выражению

' (2)

где К - показатель прочности, т.е. функциональная характеристика, значение которой для данного типоразмера балок.составляет 1/2+1/3Кр - временное сопротивление угля .на разрыв). Испытания угольных балок проводились с различным усилием в заделке. Снижение несущей способности балки в зависимости от нагрузки в ее заделке описывается управлением прямой

(3)

где Кл, - значение функциональной характеристики при заданной нагрузке в заделке К - то яе, при = 0; £ - -безразмерный коэффя-циент; Вс - кубиковая прочность угля на сжатие.

Если допустить, что давление пород на короткую консоль распределяется равномерно, то критическая глубина Н , начиная с которой, следует ожидать ее самопроизвольного,разрушения, составит

X, / КЛ2

где Ь - коэффициент концентрации давления пород на консоль; у - объемный вес пород.

При существующих на прантике технологии и параметрах погашения межслоевой угольной толщи эта глубина обычно не превышает 100 м. Неуправляемой разрушение угольной консоли с образованием негабаритов-одна из основных причин низкой эффективности выпуска угля. Между тем, требуемая кусковатость - средний размер угольных кусков меньше ширины щелевого отверстия в 2 раза, а квадратного в 3-4 раза - при вамооб-рушении достигается только при слабых и трещиноватых углях. При „прочных углях необходимо осуществлять их принудительное разрушение.. 28

Результаты этих исследований совместно с лабораторными опытами и шахтными экспериментами позволили обосновать научное положение ро обеспечению устойчивости угольной консоли над забоем подсечного слоя путем наклона забоя в потолочине на массив под углом 30° и более от

вертикали. Вследствие этого происходит разгрузка краевой части пласта за счет переноса максимума опорного давления в глубь массива, что обеспечивает устойчивость консоли и возможность ее управляемого разрушения механическим способом. Устойчивость угольной потолочины над призабойныы пространством подсечного слоя создает возможность для безопасного выпуска угля между козырьками секций крепя я забоем. Наряду с улучшением условий погашения вышележащей толщи, наклон забоя в сторону массива при схемах выемки с гибким перекрытием улучшает условия работы последнего, поскольку отсутствует его зависания-на верхней части потолочины й уменьшается пролет обнажения перекрытия в результате его пралеганкя к наклонному'забои и.к секциям крепи в забое подсечного слоя. При этом исключаются разрывы полос перекрытия и провисание его впереди козырьков крепи.

По мере увеличения наклона потолочины на массив извлечение угля из нее возрастает и при угле 30° достигает постоянного уровня, который соответствует выпуску предварительно разрушенного замаганизиро-ванного угля. Таким образом, необходимый по условиям устойчивости потолочины наклон .ее забоя в сторону массива является достаточным и для иаяеютлвного извлечения угля из погашаемой толщи, а условия' выпуска пра такой наклоне соответствуют условия« выпуска замагаякзи-рованного угля. При хороае« качестве дробления угля и выпуске его под гибким перекрытием потери не превышают Ь-5%.

При схемах выемки с предварительным разрушением и маганизирова-нисч угля разрушению подлежит только верхняя часть погашаемой угольно!: толця, а ее нижняя часть является защитной пачкой над забоеи под-сзчного слоя. 3 этом случае обеспечивается разгрузка краевой части угольного массива за счет предварительной подработки кровли при. разрушении верхней части погашаемой толщи. При атом полнота извлечения угля при выписке зависят, главным образом, от свойств и строения по-' род аесоередственкой кровли, наличия гибкого перекрытия, наклоне забоя в погашаемой толще, параметров и технологии выпуска.

При выпуске угля под обрушенными породами без гибкого--перерры-стеяэ':? извлечения угля повышается с увеличением крупности-нале-грздк': пг"од и достигает аакскмального урозня, когда размеры породите кусков не.позволяют им проникать в выпускные отверстия. Размеры обрубающихся блоков кровли при схемах с иаганиэированиен угля можно регулировать путем из;<»аения высоты их обрушения Ь», исходя из условия

0,2 м Ъа < Ьс ,

(5)

где Ьс - толщина обрушающихся породных слоев.

-При самообрушенаи и принудительном обрушении маганизируемой угольной толщи на почву подрабатывающего слоя его мощность Ьпи моц-ность маганизируемой толщи угля км выбираются по условию

Исследования конструктивных элементов систем разработки с обрушением и выпуском угля осуществлялись на объемных и плоских моделях • /б/. -Необходимость применения объемного моделирования обусловлена сравнительно короткой длиной (преимущественно 40-60 м) очистных забоев и значительной вынимаемой мощностью (6-12 м) пласта .или слоя. Модели изготовлялись с соблюдением геометрического подобая и равенства углов внутреннего трения пород натуры и материалов модели. С помощью этих экспериментов были получены зависимости сопротивления крепи в очистном забое подсечного слоя от ее механической.характеристики, мощности выпускаемой толщи, длины лавы и глубины работ. Изучение параметров выпуска угля и факторов, влияющих на полноту его извлечения из погашаемой толщи, осуществлялось на плоских моделях с использованием материалов натуры. В результате экспериментов было установлено, что при прочих равных условиях степень извлечения разрушенного до необходимой кусковатости угля изменяется в зависимости от мощности выпускаемой толщи,, вага выпуска, относительной плоцада выпускных отверстий и очередности выпуска. Так, при выпуске угля под обрушенными породами, кусковатость которых соизмерима с размерами выпускных отверстий, наибольшая полнота выпуска достигается при мощности угольной толщи около 6 и, а при крупноблочных породах кровли с увеличением мощности выпускаемой толщи в пределах с 2 до 10 м несколько уменьшается. Изменение шага выпуска от 0,6 до 2,5 а при кускозатых породах кровли приводит к существенному снижению коэффициента извлечения, вто время как при крупноблочных породах он практически г.е изменяется. Учитывая необходимую устойчивость консоли угольной потолочины, оптимальный ваг выпуска в большинстве случаев составляет 1,0-1,5 ы. При постоянном шаге выпуска наибольшая полнота выпуска обеспечивается выпускным'люком, площадь которого составляет около 50$.площади, приходящейся на одну секцию крепи при выемке одного цикла. Увеличение числа секций, через которые одновременно ведется выпуск, способствует увеличению коэффициента извлечения угля из потолочины.

(6)

Для исследования напряжений в жестких элементах крепей, а также в обнажениях пассива горных пород автором был разработан и внедрен метод измерений с помощью фотоупругих датчиков (оптических тензометров) с визуальный отсчетом, основанный на принципе наложения напряжений /5/. Он не требует специальной аппаратуры и особой квалификации исполнителей и позволяет зести непосредственные наблюдения с использованием поляроадной пленки. Метод позволяет оперативно и в массовом масштабе получать информацию о проявлениях горного давления в подземных выработках. С помощью его бнли проведены исследования нагрузок на крепь комплекса ЮГУ л обоснован-: требования я крепям подсечного слоя, ".етод получил распространение в других организациях (ВНИИГидро-угольг КНИУН, ИГДС), б ток числе за рубежом (НТЦ "Висмут", ГДР), для измерения.нагрузок на стойки индивидуальной крепи и оценки напряженного состояния целиков и пород в стенках подготовительных выработок.

Зяя работы в подсечяо?.* слое чогут. применяться крепи оградительного, оградительно-поддерживающего и поддержазающе-оградительного типов, причем последние являются более предпочтительными при разработке пластов, уголь которых способен разрушаться до необходимой кускова- -тости при его самообрушении, а породы кровли не склонны к зависанию.

На основе выполненных исследований была предложена новая схема выемки мощного пласта с предварительным магазинированием угля /43/. Практической реализацией результатов изучения параметров различных вариантов систем разработки с выпуском угля явился способ отработки бремсбергезым целиков путей ввода механизированного комплекса с земной поверхности о борта карьера. С помощью этого способа в Томусмн-скои угольном районе было погашено с применением комплекса КТУ II целиков вс пластах мощностью 9-IO и /21/.

3. Влияние подработки пласта на .управление горным давлением з очистном забое с механизированной крепью

Необходимость отработки сближенных пластов в восходящем порядке нередко возникает на практике в связи с выборочной' выемкой пластов в разлачнцх целях (первоочередное извлечение более кондиционных запасов, защитная выемка выбросоопасных пластов, уменьшение газообиль-

а обводненности'пород и др.). В последние годы вопрос подработал с^ал возникать также в связи с необходимостью разупрочнения труд-н о о бту ша г" б 1о я к р о ч л и.

Многочисленные примеры из практики разработки свит пластов в разл'-'лны-i условиях обобщены в работах В.Д.Слесарева, Г.Н.Кузнецова, I.Ф.Горбачева, А.П.Зчг.вдинского, В.В.Серебренникова, И.А.Петухова, И.Оибы* С.Т.Кузнецова и др. .Все выводы этих работ .базируются на визуальных наблюдениях а лавах с индивидуальной крепью. Опыта эксплуа-

тации механизированных комплексов при выемке подработанных пластов не было, а влияние подработки с точки зрения разупрочнения пород не исследовано.

Анализ результатов шахтных исследований, выполненных под руководством автора в Печорском, Карагандинском и Кузнецком бассейнах /1,32/, позволяет оценить влияние подработки на характер проявлений горного давления в очистном механизированном забое, установить закономерности взаимодействия крепи с вмещающими породами и особенности обрушения и сдвижения подработанных пород при выемке мощных пологих пластов. Основные выводы и рекомендации по втому вопросу сводятся к следующим:

1). Предварительная подработка мощных пологих пластов при соблюдении определенных условий-не. является препятствием для их последующей успешной выемке, а наоборот, создает в очистных забоях благоприятные условия для управления кровлей, в том числе труднообрушающейся, приводит к повышению устойчивости обнажений кровли и угольного забоя, снижению влияния на крепь вторичных осадок кровли, а. также улучшению условий ее взаимодействия с крепью, что в целом ведет в повышению эффективности и безопасности работ при выемке подработанных пластов.

2). На характер проявлений горного давления в очистном забое подработанного пласта значительное влияние оказывает его расположение относительно зон сдвижения и опорного давления пород, образующихся при выемке нижнего пласта. При этом продолжительность активной стадии процесса сдвижения определяется, прежде всего, составом и строением пород подрабатываемой толщи, скоростью подвигания лавы по подрабатываемому пласту, его мощностью и глубиной залегания. Граница зоны благоприятного влияния подработки проходит близко к вертикальной проекции контура очистной выемки подрабатывающего пласта, а неблагоприятной является краевая часть мульды сдвижения, особенно между границами зон сдвижения и разрывов. Выемка подработанного пласта в краевой части зоны сдвижения требует проведения мероприятий по повышению устойчивости обнажений кровли и забоя.

3). Максимальная величина давления породы на почву пласта в выработанном пространстве в условиях полной подработки достигает уБ^а в условиях неполной.подработки не превышает веса столба пород высотой, соответствующей расчетной высоты зоны их полных сдвижений над дайной точкой.в выработанном пространстве лавы.

4). Обязательными условиями, при которых допускается восходящий порядок выемки сближенных пластов, являются:

мощность междупластья не менее 6-краткой мощности подрабатывающего пласта;

расположение очистных забоев по верхнему пласту в пределах ¡зоны полных сдвижений пород, определяемой в соответствии с-правилами охраны сооружений и природных объектов в конкретных условиях;

.проведение выработок на подрабатываемом пласте.после окончания активной стадии процесса сдвижения пород, вызванного выемкой подрабатывающего пласта.

5). Прочностные и деформационные характеристики пород мевду-пластья так же, как и мощность подрабатывающего пласта при соблюдении указанных вьше условий играют подчиненную роль а не являются препятствием для применения.восходящего порядка выемки сближенных пластов.

6). Для зыемки подработанных пластов могут приценяться механизированные крепи с хеыи яе спловииг параметрами, что и для неподработен-ных одиночных пластов той Ее «ощности в обычных горно-геологических условиятг.

7). На.лболз"?е згатение коэффициента подработки, при котором имеет место разупрочнение трудвобруиащихся пород кровли Екшьлезакего пласта, необходимо определять исходя.из высоты зова водокроводящих трещин, когоряя лля пластов мощностью т= 3-8-5 м по данным ВШИ составляет 25 ¡-3077).

В этом состоит доказательство научного положения о целесообразности восходящего порядка отработки сближенных пластов. На основе исследований диссертанта, а также других известных работ, посвященных вопросам разработки свит пластов, представляется необходимым уточнить определение сближенности пластов в следующем виде: "Пласты считаются сближенными, если разработка одного из них монет оказывать вредное или благоприятное влияние на разработку другого".

'¡ядцерАок'лп гидгоговитегьных шработоч

(Зоологе рзешг; «шуя и специфических породой к решению проблемы пездвр;;ы> т'^оужт елое.ь_;г- яодготоветблькас выработка. При етаоврг-иенной йыек„е злоьа в гре делах одного отоло'б или выей очного поля выработки расг,о.таг8к<тся ? зонах интенсивного опорного дав&екпя члй попадают под влияние активной стадии процесса сдвижения подработанных пород. Вследствие взаимного наложения этих зон динамика развития геомеханических процессов при разработке мощных пластов является весьма сложной к нзде^аточно изученной. Особенности условий поддержания додготоявте.глчьи. Выработок в нижележащих слоях связаны с нелячяе*' в их кровле обрушенных пород..Положение,усугубляется, когда породы после обрушения не слеживаются.

До 70-х годов традиционным для слоевых выработок считался способ охраны с поиовьз целиков, которые частично погашались при выемке с.-» .своего вне*очного столба. Такой способ давел приемлемые результа-ч-и 50 глубкпи порядка 150-200 м, когда аирина целиков не превышала 10-15 м /¿,11,-7/. повышения устойчивости выработок автором на основе исследований в ют период был разработан ряд предложений /11,22/, в частности, по укреплению стенок выработок с помощью анкер-

ной крепи /6/. Данное предложение получило широкое внедрение на шахтах Юяного Кузбасса.

Бесцеликовая выемка верхнего слоя начала применяться вынужденно при внедрении систем разработки с выпуском угля под гибким перекрытием, которое требовалось монтировать непрерывно по всей отрабатываемой площади.

Начиная с 195? г., по инициативе автора впервые в Кузбассе на шахте им. Л.Д.Шевякова, а позднее и на других шахтах стали переходить на бесцеликовую схему подготовки выемочных столбов в нижнем слое при комбинированной системе разработки. /2,6,16/. При.этом ходовая печь первоначально проводилась вприсечку к выработанному пространству несколько (10-20 м) впереди очистного забоя, а в дальнейшем автороа было рекомендовано вместо проведения новой печи сохранять на границе с обрушенными породами существующую конвейерную печь, проводимую большим сечением.

На основе представительных шахтных исследований устойчивости слоевых выработок в различных горно-геологических условиях были установлены закономерности их деформирования в зависимости от схемы расположения выработок относительно друг друга и контура очистных работ по вышележащим слоям, способа охраны, сопротивления крепи, скорости подвигания очистного забоя, опережения между лавами в смежных слоях, времени проведения присечной выработки после отработай смежного столба.

Инструментальными наблюдениями было показано /2,26/, что протяженность зоны активного влияния очистных работ на выработки, охраняемые без целиков, примерно в 2 раза меньше, чем при охране их целиками, однако интенсивность проявлений горного давления в данной зоне значительнее. Так, скорости смещений пород в этих выработках отличаются в 10-20 раз. Равнодействующая давления на крепь выработки, расположенной на границе с выработанным пространством, направлена со стороны обрушенных пород под углом 30-45° к вертикали.

В нижележащих слоях выработки, охраняемые целиками, обычно более устойчивы, чем в верхнем. В тех же условиях поддержание.их на границе с выработанным пространством в зоне влияния очистных работ характеризуется весьма высокой трудоемкость». Основные причины Ухудшения устойчивости выработок в нижележащих слоях, по сравнению С верхним, обусловлены большой подвижностью неслеживавщихся пород, Так, при последовательной отработке слоев.конвергенция пород в выработках верхних слоев в условиях прочных пород кровли за весь срок их службы составляет не более 300-400 мм, а во втором и третьем слоях, как правило, превышает 700 ым. Зона интенсивного влияния очистного забоя на присечную выработку в нижележащих слоях в. большинстве случаев не превышает 30-40 м. Смещения пород в этой зоне происходят оо скоростями, достигающими 70-90 мм/сут., что в 4-5 раз больше, чем в верх-

нем слое /26/. На этом участке обычно крепь полностью выходит из строя. Обеспечить безремонтное поддержание выработок с помощью деревянной рамной крепи не удается. Общие затраты на поддержание присеч-с иигелекаяих слоях в 2-3 раза превышают затраты на их

г^ачс-д^зие.

установления влияния сопротивления (плотносхи) крепи на .4гог«--«:зглг:г5 слоевых выработок будг. лрсзегеин специальные щахтые исследована;» £ Кугнесксч з Чеддсдгсдоч бассейнах /I/. Надобные исследования чкрзоохо« под обрученными породами били, выполнена1 зпер-гыз. Ояк пог';оллл!". уотевдзнт* зазксиаос^а конвергенции шрод в выра-•»'• и?:-..».- слге* г»т удельного сопротивления крепи Р при разнкх сио-ссс^с я:с рчсчт-ло-'гекия: :з ввсс;;-зе; при проведения выработки

зприсечку к выраОоа-сишаду аростра^езгу; пра сохранении за границе « «ч равном расстоянии от краевой части угольного масса-

га а слонх. 22;: зг-з?йс«моо5и з^'.д гипербол и могут

быть представлены функцией

и = Ь1-Р/(а + сР), (7)

где Ь, - первоначальная высота выработки, мм; а, и. с - эмпирические коэффициенты, зависящие от ее расположения /1,37/.

Результаты исследований подтвердили, что и.в нижних слоях под обруб"?!!:;'.«-'-» -городами ослее вксокйы «о.протйчие'ниеа должна обладать

крепь- у о гок. осоднедкш: за г&е&й. аускоаьку г.рл суыссгзугщях тпйэг ьреии лремячаокл к^еозуожко оСбе-гечдоь :>ь:иокое Х'6СС-

"00 спд;'.-дгилеаде 3>лнс лод/заработки

л д-.п Суолпоги к-:од.са ¡;рол'лл;д.; ш. ,-пгс.-:сочлу пгсле окск-

"Л:' акгсг.'чм »Л'здия процесса :дород, -.дом -«Долее <Гчэгчир;»н.4.ыУ а тлеется рдсд^ло/зние выработка в члхьы! сл^з ¡?слС5-эе:»:"0 у чрзе?ой частя удддъ-:.ыь ¿ьсслгй з -ыдслдхадед ¿лэг. Этп-закономерности была иойог»ьзоваш пра выбери л ос^позиккп г,зак<>~ ихзг! дет'яяа я отработки выемочных полей. Ь сёяз? чт'» оскс-диы» покаоа 7-т ярягкеяе смещений

пород в подготовительных #ь.р~£э2.кал, как дуг^от.-о, ¿зя. сгич -х- чроч-«!>-г»ь на саа',ае /71/, была выдвинута гипотеза харахтермзола-й еб?}~ и поводы та.; Е5з;:лаеиоЙ условной прочностью на сжатие, которая .. ¡з.тя^'иРдлл;",' сдр^сс-' /8,37/:

дд -.лл^д лу.очноитью породы в сдрл-дл га .лдзткс

.. сз дзЛо"'.'аЕ.ч« при-определенной деаккмсгв; /ссаьаэдовабхоя

с?хзь модуле» детг.-р'.'зц.чя сплохншс и обруавккь-х пород-при .«ой

же влажности; ргплышй масси; обрушенюве пород условно земе^яегся массивом из сплоаных пород со свойствами, соответствующим серженным породам, т.е. модуль деформации условной сплоиной породы паини-

мается равным модулю деформации обрушенных пород и по нему находится условная прочность их на сжатие; осуществляется корректировка прочности по фактической влажности пород.

Модуль деформации обрушенных пород определяется на основе установленных закономерностей их деформирования для различных типов пород по мере их нагружения /39/. Опыты, проводимые с соблюдением требований к компрессионным испытаниям, позволили выделить три характерные стадии деформирования разрушенных пород, соответствующие^ нагрузкам: I — до I МПа, II - от I до 3 МПа и Ш - более 3 МПа. При этом наиболее интенсивно породы уплотняются при нагрузках до I МПа, а при нагрузках 3 МПа происходит до 85$ общей величины их деформаций. Суть методики определения модуля деформации обрушенных пород состоит в том, что для каждой( из трех указанных стадий деформирования криволинейный участок зависимости деформаций е от нагрузки 6 заменяется прямой линией, которая выражается своей функцией } (0,6 ). По данным испытаний алевролитов и аргиллитов влажностью 6-8$ связь между модулей деформации Е^ и прочностью на сжатие &с может быть представлена выражением

Е°а = ------(8>-

д « - А Кс

где $ и А - эмпирические размерные коэффициенты, зависящие от величины действующей нагрузки, с увеличением которой значение ЕЦ увеличивается.

Для осадочных пород установлена линейная связь между модулем деформации и прочностью на сжатие Ес в куске, которая имеет вид

Вс = 4,85«КГ3Е$ . (9)

Зная Вс , по формуле (8) можно определить модуль деформации обрушенных пород для любой стадии их деформирования. В случае оставления в кровле мекслоев.ой угольной пачки или породного прослойка по известным методикам.определяется приведенная прочности пород кровли, которая и используется при расчетах ожидаемых- смещений пород в- подготовительных выработках нижележащих слоев по формулам /71/ с учетом поправочных коэффициентов для данного способа охраны и расположения выработки в толще пласта /37/. .

По величине ожидаемых смещений пород вычисляют требуемое сопротивления крепи с использованием преобразованной формулы (7), а затем подбирают крепь с необходимой податливостью и.сопротивлением из числа крепей, имеющихся в наличии, определяют.плотность установки кре-11и с учетом величины зоны запредельного состояния пород в стенках

выработки и особенностей распределения сопротивления крепи по ее иирине и составляют паспорт крепления на каждый период эксплуатации дапной выработки с учтом времени установки и сопротивления усиливающей крепи.

Так;::-; образом, в результате данного комплекса исследований была рааработанз методика выбора параметров крепи слоевых подготовительных ¿»работок под обрушенными неслехкззгдимися породами с'учетом их расположения при последовательной слоев /71/,

При одне-временной выемке слоев в одном выемочном столбе в кисхо-трщем порядке закономерности изменения сближений кровли и почвы и- в &5>або?::зх ав/а«его ;лоч в зависимости ст расстояния между очистными заболии ь сменякх ггоях1ьохут Очть пре «ставлены в виде ф^ьхцяи /7Ь/

№

и=ос-е ,

где «о и Я - эмпирические коэффициенты, значения йсгсрнх, надр;мер, для мощны?: пластов Карагандинского бассейна составляют о,й и 0,СКь,

Оптимальное расстояние между забоями лав в смежных слоях при их одновременной отработке в одном выемочном столбе составляет 3040 в.

В результате исследований экспериментально-аналитическим метолом оыло дока;?«ко. что между сближение« и» кровли и прчвы слоевых :?ырасото», скорость» изменения плогеди ¿¿$¡6,% ее продольного сечения

ч скорс-с.:ьр -изига-ляя очвстзого г&боя V существует слсдуэдая зависла ос г;, /23/

а = ик/с1 Ь)/ъ> . (П)

v.1 с пре до ле;ше скоростей сближений кровли - лочбн по длине под-готогс юльноИ пиуеботея , находящейся з зоне злияния очистного забоя, не зависит от скорости его подвиганкя. Поэтому, оценивая влия-..¡.е каг^го-либо фактора на интенсивность проявлений опорного давле-ЧИ-1 а? и£ае«с:-.иб сеченая выработки, следует учитывать скорость подвигали» очистного &,;боя.

В процессе исследования условий поддержания выработок под обру-шогндаи породз'Ш одновременно с измерениями в выработках проводились т-'яплеаиг па одвигением земной поверхности.над ним. В результате ■•¡•¿•/г ыпм&мьай ¿я-,а установлена прямая связь меаду оседанием зем-""Я * ?ввруяос2й а деформациями.выработок (рис. 7). При это;.' скорос-ос- дат-.я пг*ерхно~ти I и скорости сближения кровли и почвы в вы-раОЪгкйх 2. построоншх па одних координатных осях, свидетельствувт о том, что -зоны влияния опорного давления ва прилегающие к лаве выработка лежат внутри интервала активных сдвижений пород: начало

со

Рис, 7. Зависимости скорости оседания земной поверхности (I) и сближения кровли я почвы в выработках (2) от расстояния до 'очистного забоя

Рис* в. Разрез вкрест простирания пласта (а) и графики оседания земной поверхности (б) при отработке одиночного столба I к ст^бачча границе с Еыра бота иным пространством 2,

интенсивного влияния опорного давления несколько отстает от начала активных сдвижений, а окончание их совпадает. Такая закономерность прослеживается при отработке как верхнего, так и нижележащих слоев. Эти обстоятельства имеют важное практическое значение при выборе отставания забоя подготовительной выработки, проводимой за очистным забоем.

Одной из причин сильного деформирования и даке полного разрушения выработок нижнего слоя, располагаемых под выработанным прост-ранствои, ка некотором расстоянии от границ столба по вышележащему слою, является активизация процесса сдвижения пород, т.е. появление дополнительных сдвижений породных консолей, зависших над ранее отработанным сменным столбом (рис. 3). Так, при отработке одиночной лавы по верхнему слою сдвижение подр&бота:н:ых пород ограничивалось бн углси = 70°, а на земной поверхносх;; образовалась бы полумульда размером Ь'2= 138 м, При наличии со стороны восстания отработанного подэтажа сдвижение пород ограничиваете» более пологим углом у", а длина полуиульды'возрастает до.217 м. Наличие выработанного пространства привело к увеличению оседаний земной поверхности над подготовительной выработкой во втором слое (конв.штрек 2-6 на рис. 86) с 300 до 1200 мм при той не величине комсинального оседания = = 1580 мм. В этих условиях подготовительные выработки попадают в область интенсивно протекающих процессов сдвижения, т.е. как бы над-рабатываются, хотя очистные работы над ними не ведутся.

лвлешн; яхтивазадки Ийеет место при отработке не только верхнего. и посла дующих слоев и в зависимости от глубины работ Н захватывает Рону порядка (З^д/ТГ , считая ст границы отрабатываемого сгйлоа, -Т-. соответствует сдвигу максимумов кривых наклонов земной поверхности Ь в мульдах пдзк;кения при отработке смежных столбов (рис. )). Б этой связи очистные и подготовительные работа в смежных слога целесообразно зест-и с разделением их не «енее чем одним выемочным столбом.

Рис. 9. Кривые наклонов земной поверхности в мульдах сдвижения при отработке одиночного (I) столба и столба на границе с выработанным пространством (2)

Установленные особенности и закономерности развития опорного давления и сдвижения горных пород, оказывающие существенное влияние на устойчивость слоевых подготовительных выработок, использовались при выборе места расположения в толще пласта и времени их проведения, при решении вопросов взаимной увязки горных работ в смежных слоях и столбах и, наконец, при выбора способов подготовки и отработки выз-мочкых полей.

5. Рациональные схемы подготовки и отработки слоев в выемочном поле

На основе анализа полученных в результате исследований закономерностей проявлений горного давления и процессов сдвижения пород установлено, что трудности поддержания подготовительных выработок в нижележащих слоях во многом обусловлены схемами подготовки и отработки выемочных полей. Основные требования, которым должны отвечать эти схемы, следующие:

максимальная концентрация горных работ;

расположение выработок вне зон интенсивного проявления опорного давления (особенно важно исключить наложение зтих зон);

расположение выработок вне зоны активной стадии и зоны активизации процесса одвижения подработанных пород;

благоприятное по фактору горного давления взаимное расположение выработок в слоях;

достаточный разрыв во времени меаду отработкой и подготовкой слоев, обеспечивающий необходимую степень уплотнения и связноста слеживающихся обрушенных 'Пород;

отработка слоев без оставления целиков;

возможность изменять направление отработки слоев на противоположное в соответствии с характером и параметрами геологических нарушений, встречающихся в выемочном поле.

Кроме того, схемы должны учитывать такие факторр как ударораас-ность пласта, слекиваемость пород, зольность добываемого угля, пожаро-безопасность и своевременную подготовку очистного фронта.

Исходя из перечисленных требований, в зависимости от степени слеживаемости обрушенных пород, характера проявлений горного давления и- сдвижения подработанных пород, нарушенности пласта и других-факторов, по условиям устойчивости слоевых выработок наиболее рациональными являются следующие схемы: последовательная выемка слоев по схеме ,слой-пласт" с отработкой каждого слоя через столб одинарными или спаренными лавами; подготовка и отработка выемочных полей (панелей) через столб (ярус); подготовка и.отработка'выемочных столбов на фланговые выработки у противоположных границ выемочного поля (панели) /45/.

Схема ис л о й - п л а с т» рекомендуется для пластов со с£е.'аза»;.;:!гкса породами хротзди и при постоянных по мощности пласта ¡¡"ча.о.телях качеств--* угля. Благодаря значительному разрыву во времени отработкой я подготовкой скекнюс слоев выработки в нижележащих слойл оуду? размещаться вые ?оны активизации сдвижения подра-')Отан;ч;;.: пород, *?обы махаляцвзв&е ;усбЗоткв следующего столба не попадала в зону опорного давления, обуслсздекиого отработкой предыдущего с:слба, отработку йх слздуе« эесса ч.;рез столб одияочрыкз или спарен;«, «я здзагш. Рекомся^уеиая сха;т с':;ли использована при отработке пластов л6 й т.- Харзгэкд/Е'гео« бчовйне.

*. г ч а подготовь п п - : р л б о т к я в ы е и о г и ы ;■: а. ~ л в й через его л о ( я р у с ) рекомендуется при а» ¿.датой длине дырочных столбов к ьеояекягах^ях-ся породах, когда нерационально г одном столбе веде-

ние очистных а подготовительных работ. Ее при»«, ас я?* и:г®«оогр?аяо при изменяющихся по мощности пласта -показателях качества ух-,и, а гак -ке при необходимости быстрейаей отработки запасов по нижележащему пласту. При этой схеме отрабатывают последовательно все слои сначала л учетных, а затем в четных столбах или наоборот. Если з одном нечет-ил-! отел се '.ч-'/'-.^'-^лается выемка очередного слоя, то в другом нечет-поч - :-го ко,а. ;,•что еоадеэт благоприятные условия для бесцели-иовкк схем ¡рп. /красотс*;, котор»« ~".змецаются вне зон интен-

сагнг-го зяж-лм ш>рид : ип^ряг ;у. .'деязя с-ч ~~йствующих

'•лйов; с.чск:: -.. ^ („•:..-ги.-;;; (.тол С\с ¿л 'юрод

кразвой чягл- *иЗг.4"Л!, оора'гоги ..'.со ьосди ?се.< «„ле-л- а дя;!.-::::

слолбо,, лг-:::.1д;" ;-е-гс.- у до ?.>л от^оп^ко г-п>'Тд-.г.-> • в скг. стокбз.

с х е; .ч г г; о д г о т о л к л - ; :: э х г; л

в ы е м о ч н ы г. ^ !■ о -Г. > ь .- % л ; .-. ■;-. с. . е

; : « (I ? к 8 обесабчяв-азт л »шсаасе х-е.у-ьлс

а п-мл-горительных работ г одной стол'А идя лодзтаке. Сущность ее сосгс:;: о том. ч>",.- сур^сгя? верхнего слоя зелу-? па заработка, распгамяиные у одвоД Г|--:и:ци .•гл'.очного поля, а подготовку ваге-.т:е:-Рщего. слон осуществляют одновременно 5 •: оч -а стогсе заработки V гразкцы 7неиочного поля с неооходшга озт?г»а::ае*

•>т С'Ъ'..-,:..."габ-.'-я. схему кожво применять и при двухсторонних

вцо-..->-.¡гих полях, црд ахсм подготовка -глеев в каждой крыле ведется на

•. бчкетачя знеака - на цект.тлт-яые бремсберги (уклоны). 1'е-гую сх«*^ я дг-отог^.и «о «но рекояендовать и при отрзботве слоев столбца по падгни» (восотааив). Выемочные с.-олбы могут отрабатываться последовательно али через столб. Особенно целесообразно применение данной схемы при отработке пластов с дизъюнктивишк аэрувенкявй,- так как она позволяет изменять направление выемка слоев в зависимости от

характера нарушения. Изменение направления выемки нижелеаащего слоя по отношению к вышележащему целесообразно такае и с точки зрения уменьшения резких осадок пород кровли на крепь очистного забоя. Эта схема была использована на шахте иы.Шевякова в Кузбассе с экономическим эффектом свыше 200 тыс.руб. (в ценах 1990 г.).

Кроне указанных схем, для верхних слоев и при выемке пластов сразу на полную мощность для неудароопасных пластов рекомендуется фланговая схема подготовки с отработкой смежных столбов встречныии забоями /51/, при этом транспортировка угля осуществляется по выработке, устраиваемой вслед за очистным забоем каждого столба, на противоположные фланги, а после прохождения лавами положения створа направление транспортировки изменяется на противоположное.

Выбор той или иной схемы подготовки и отработки выемочного поля следует осуществлять с учетом присущих ей особенностей, конкретных горно-геологических услоляй разработки и экономической оценки принятого решения. '

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представленной в виде научного доклада, дается научное обоснование рациональных параметров управления горным давлением и конструктивных элементов основных систем разработки мощных пологих пластов в условиях- кеслеживающихся после обрушения пород кровли с применением в очистных забоях механизированных комплексов. Это позволило решить крупную, имеющую народно-хозяйственное значение- научную проблему повышения эффективности отработки мощных пластов в результате создания и внедрения высокопроизводительных комплексов с механизированными крепями нового технического уровня, уменьшения объемов проведения и повышения устойчивости слоевых подготовительных выработок и сокращения.эксплуатационных.потерь угля. Наиболее-.существенные научные результаты, полученные лично соискателем, заключаются в следующем:

установлены зависимости проявлений горного давления'в очистных забоях с механизированными крепями от мощности пласта, сопротивления крепи, ширины поддерживаемого^ призабойного пространства, характеристики пород кровли и длительности выемочного цикла, которые позволили обосновать оптимальное рабочее сопротивление крепей для пластов 3,55,0 м при выемке их сразу на полную мощность:'не менее 500-700 кН/к^-для условий легкой кровли и не менее 1000-1200 кН/м2 - для условий тяжелой кровли;

изучены закономерности взаимодействия механизированных-крепей с обрушенными неслеживающимися породами и обоснованы их силовые параметры для нижележащих слоев (начальный распор - 200 кН/м2, удельное

о

сопротивление 500-600 кН/м6 усилие подпора при передвижке секций -50 кН/к*), при этом показано, что одним из перспективных решений при создании средств механизации очистных работ в нижележащих слоях является тсвкспслоскал выемка с захваток до С,2 » и обеспечение устойчивости кровли путем искусственного-упрочнения угольной и породной мелочи, образующейся на почве ышелекавегс слоя, с помощью вяжущих растворов на основе тонкомолоттс доыеньыл ал и котельных кланов, и си; < т ет и'ч е ск ™х материалов;

ка основе функциональных характеристик механических свойств горных пород разработана ивьодика оценки устойчивости ¡шрогких коксоль-л^х балок (Ь=»1 ), обоснован э*;лкг*шш« способ обесценения устолчх-вости ссгаммзггсч угслъчой консоли при системах гаьриоо:;.'л о обрушением и выпуском ух>йй, окоспо«ыш рациональные с х-очки ¿рпли лохло: извлечений угля параметры выпуска в оизгсчмссм 'от мощности пласта, шага выпуска, площади выпускных отворсма, б^очхосгк по*сд покрывающей толщи я последовательности выпуска;

подтверждены для мощных пологих пластов закономерности разрыхления пород покрывающей толщи при первой и последующих подработках, ус-тзног!ле1ш зависимости изменения коэффициента разрыхления от мощности дласта .у кратности подработки, экспериментально доказана эффективность подрабсго: управление горный давлением в очистных механизи-рогакных забоях подрвботакнл. пластов и разработаны требования к ми-'п«.!алы!ой в >1ксй;л.';лъной '.'олностк междуплгсаьч, зречепй подготовки аосле отраоогки по драй гы^ал^его пласта а очасспь^: за-

бое* па подр.*СоХх13пе:<ой пласте;

^сздшшеиы зависимости 'оков:.:-. глк.-сл :: лодготсвлтелъ--

нмх Еырпбо-: ;ах с г солротйзленйй крепи (7), г::е| лавами

в смежных слоях их сдаогрскт.псГ. тзхы -,10 « скорости леллл-г?куя очгсчгного забоя (II); оОосаоьагл возмо^нсси использования условней нз огатие обрушенных пород для прогноза огизаеиюс смещений поред а ¿,.осра карааетрез крепей слоевых аодготоввтельных выработок при различных словах их рлсполо.«ен1:я в толще пласта а разработан порядок определения условно» Я!очкост«;

80л,,л:ти? дальнейшее развитие представление и езиол проявлений гйрг'то ,гл» подготовительных выработках со сдвижением земной |.йвор;;псоти, уст;- ьо^л--г.- пркчйнн а закономерности влияния процесса ав-.-яттвцш» сдвйжсяйя раьее яодрабоаакпых порол выработки в нижележащих с..оях, ••зобеи.ости развития и форгарэзская давления обрушенных пород при вкеыие пластов в условиях полкой л неполной подработки.

Основные практические результаты:

выполнена оценка и классифицированы промышленные-запаек на действующих шахтах России и Казахстана в мощных пластах с углами паде-

ния до 35° по горно-геологическим и геомеханическим условиям разработки, что позволяет объективно ориентироваться при создании новых средств комплексной механизации, выбора крепей очистных забоев и рациональных схем подготовки и отработки выемочных полей для всей гамм условий;

обоснованы рациональные параметры и типы механизированных крепе для различных условий залегания мощных пластов при их выемке сразу на полную мощность и слоями;

выполнена оценка работоспособности, определена область применения и разработаны рекомендации по совершенствованию опытных образцов крепей КТУЗ, AMC, MI20, ОКП, MI30, MI36, 0КП70, MTI30, 2УКП, УКП5, а также разработаны соответствующие разделы технических заданий на создание механизированных крепей нового поколения (ОКПЭО, MI39, УКП5 MI42);

разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров выпуска угля и конструктивных элементов комбинированных систем разработки и обоснована область их эффективного применения;

разработаны'Типовые и Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок без целиков при отработке мощных пластов слоями и сразу на полную мощность и методики выбора параметров крепления слоевых подготовительных выработок при одновременной и последовательной выемке смежных слоев в условиях неслежива! щихся обрушенных пород;

обоснована технико-экономическая возможность восходящего порядз выемки пологих пластов с обрушением кровли без ограничения мощности подрабатывающего пласта и целесообразность, подработки для улучшения условий управления горным давлением в лавах с механизированными ком) лексами;

даны рекомендации по выбору рациональных способов подготовки и отработки, выемочных полей, обеспечивающих наиболее благоприятные ус-лования поддержания слоевых подготовительных выработок;.

разработаны и приняты к внедрению технические рекомендации по выбору схем подготовки и отработки мощных пологих пластов и..парамет ров крепей для очистных и подготовительных выработок на трех.шахтах угольной компании Сингарени и на шахте Буркунда компании Коул Индия Использование научных разработок, выполненных «втором, способствовало тому, что в настоящее время уровень механизации очистных работ при выемке мощных пологих пластов приближается к 100%, а сред несуточная нагрузка на очистной забой превышает IQQQ't.-Засчет уве личения вынимаемой мощности происходит снижение доли слоевой выеыкк что способствует уменьшению потерь угля по мощности, снижению объей проведения и затрат на поддержание подготовительных выработок. Тез:-

уменьшением эксплуатационных потерь угля по площади сопровождается внедрение бесцеликовых схем отработки выемочных полей. Общий экономический эффект от использования рекомендаций и технических решений, разработанных с участием диссертанта, превышает б млн.руб. (в ценах

1330 г.). -

Наиболее актуальными при разработке мощных пологих пластов остаются вопросы управления устойчивостью угольного забоя и отработки ограниченных в плане и нарушенных участков, а также пластов с резко изменяющейся мощностью. Решение этих вопросов требует более интенсивного развития работ по созданию и внедрению средств механизации и эффективных схем выемки с обрусением и выпуском угля, а также корот-козабойкой технологии.

Основные положения диссертации опубликованы з следующих работах:

Монографии и брошюры:

1. Громов Ю.В., Бычков Ю.Н., Коугликов В.П. Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля.-М.: Недра, 1985 - 239 с.

2. Охрана подготовительных выработок без целиков/ Н.П.Бажин,

В.В.Райский, Ю.В.Волков и др.// Отработка мощных пластов без оставления целиков угля на шахтах томь-Усинского района Кузбасса.-М.: Недра, 1975. — С. 212—232.

3. Методы и средства решения задач горной геомеханики/ Г.Н.Кузнецов, Н.А.Филатов, К.А.Ардашев, Ю.В.Громов и др.// Исследования в очистных выработках угольных шахт.-М.: Недра, 1987. (Гл. 9) -С.173-195.

4. Работоспособность гидрофяцировзпных крепей в условиях многолетней мерзлоты/ М.А.Розенбауы, А.И.Украинский, Ю.В.Громов и др.-Новосабирся: Наука. 1988. - С. 18-5С, 68-89.

5. Громов Ю.В, Методическое пособие по измерению напряжений в кеталличесг.-'-: конструкциях шахтных крепей с помощью фотоупругих датчиков с вр&узлгша отсчетом.-Л,: ВНИЖ, 1968. - 17 с.

6. Бублик Ф.П., Громов Ю.В., Бычков Ю.Н. Выбор параметров управления кгэ£лей и конструктивных элементов комбинированных систем разработки нежных полотчпе пластов.-Л.: ВНЙКИ, 1970. - 85 с.

7. Бублик Ф.П., Громов Ю.В. Выбор рациональных способов управления горным давлением// Зкспресс-икФормация: серия "Технология добычи угля подуоиннм способом". - ЦНИЭИуголь, 197?. - 40 с.

8. Аидознович З.л,, Громов Ю.В. Поддержание'подготовительных выработок без целикоь при слоевой выемке пластов// Обзорная информация: Добыча угля.подземным способом, - ЦНИЭИуголь, 1988. - 38 с.

Ста?¿и и догладк:

9. Способы оценки несущей способности угольного массива с учетом ориентировки тренда// Тр.ВЙШШ. - Л., 1966.- Сб. 66.- С. 177-182

(соавторы Г.А.йзанов, Б.К.Яворский).

7С. Опыт иокользозани.'; тотоупругих датчиков для определения нап-з стойках крепи КТУ/7 Тр.ВНШИ,- Л., 1966.-.Сб. 66.- С.85-91.

II. Способы улучшения условий поддержания нарезных печей при внемке. мощных "пологе пластоь с применением комплексов ШУ/ Тр.ВНЙМИ. -Л., 1967.- Сб. 67,- С. 150-157.

12. Исследования проявлений горного давления при испытаниях агрегата AMC// Технология добычи угля подземным способом: реф.сб./ ЦЕйЗИуголь. 1968 - й 5,- С. 43-47 (соавторы Ф.П.Бублик, Г.И.Васильев, Ю.Н.Бычков).

13. К оценке устойчивости угольной потолочины в забое с крепь» типа КТУ// Тв;БИШШ.- Л., 1968.- Сб. 70.- С. 2II-2I9 (соавторы

ф.П.Бублик, Г.И.Васильев).

14. Исследование вопроса о необходимости создания податливых стоек крепи комплексов типа КТУ// ФТПРПИ.- 1969.- fö 4.- С. 86-30 (соавтор Ф.П.Бублик).

15. Особенности проявлений горного давления при выемке мощных пологих пластов Томь-Усинского района наклонными слоями с механизированными комплексами// Исследование проявлений горного давления

на глубоких горизонтах: сб.науч.тр.- Л.: ВНИМИ, 1971,- С. 263-269 (соавтор Ф.П.Бублик).

16. Вопросы управления горным давлением при разработке мощных пологих пластов// Тр.ВНИМИ.- Л., 1971.- Сб. 82,- С. 192-206 (соавтор Ф.П.Бублик).

17. Сравнение способов охраны выемочных печей при системе разработки с комплексом КТУ// Тр.ВНИМИ. - Л., 1972.- Сб. 85.- С. 42-50 (соавтор Г.С.Черных).

18. Исследование устойчивости угольной потолочины и совершенствование способа ее погашения при системе разработки с комплексом КТУ// Тр.ВНИМИ.- Л., 1973.- Сб. 88.- С. 8-13 (соавторы Ф.П.Бублик, Ю.Н.Бычков, В.Л.Сорока).

19. Возможности повышения эффективности систем разработки мощных пологих пластов с обрушением и выпуском угля// Совершенствование разработки мощных пологих пластов на базе средств комплексной механизации.- М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1974,- С» 44-47 (соавтор Ю.Н.Бычков).

20. Вопросы совершенствования способов-управления кровлей и крепления при разработке мощных пологих пластов// Совершенствование разработки мощных пологих пластов на базе средств комплексной механизации - М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1974,- С. 85-88 (соавтор Ф.П.Бублик).

21. Погашение бремсбергового целика по мощному пласту'// Тр.ВНИМИ Л., 1974.- Сб. 91.- С. 51-54 (соавторы А.Й.Дзыгало, Н.Ф.Самойлов).

22. Способ подготовки и отработки выемочных полей при слоевой разработке мощных пологих пластов// Технология добычи угля подземным способом: реф.сб./ЦНИЭИуголь,- 1976,- № 4.- С. 18-20 (соавторы

Ф.П.Бублик, В.А.Андранович, Н.Ф.Самойлов и др.).

23. Исследования зависимости деформирования подготовительных выработок от скорости подвигания очистного забоя// ФТПРПИ,- 1976.г № I.- С. 87-94.

24. Результаты исследований горного давления в выработках, охраняемых без целиков на. шахтах Томусинского района Кузбасса// Экспресс-информация: Обмен опытов по бесцеликовой выемке мощных 'пожароопасных высокогазоносных пластов/ ЦНЙЭИуголь, 1977.- С.28-30 (соавтор В.А.Андранович).

25. Исследование и выбор сопротивления крепи для нижних слоев// Всесоюз.науч.-техн.совещ.: "Совершенствование способов подготовки

и систем разработки мощных пологих пластов на базе комплексной механизации"/ Тез.докл.- М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1977.- С.22-25 (В.П.Кругликов, В.Г.Карманов).

26. Отработка мощных пологих пластов без оставления целиков// Уголь.- 1978.- № 7.- С. 30-34 (соавтор Н.Ф.Самойлов).

27. Перспективные способы'обеспечения устойчивости кровли при выемке нижних слоев// Тр.ВНШШ.- Л., 1978.- Сб. 109.- С. 22-27 (соавтор Ю.Н.Бычков).

28. Исследование температурного поля в призабойной части пласта и вокруг подготовительной выработки// ФТПРПИ.- 1979.- ш 5,-

С. 13-18 (соавторы Б,П.Кругляков, В.Г.Карманов).

29. Особенности взаимодействия с кровлей крепей поддержявавщего а оградительно-поддерживающего типов при выемке мощных пластов// Вопросы горного давления.- Вып. 37. Геомеханическое обоснование параметров механизированных крепей: Сб.науч.тр./ ИГД СО АН СССР, 1979,-С. 79-82 (соавтор В.П.Кругликов).

30. Опыт систематизации геомеханических условий разработки мощных пологих пластов Карагандинского бассейна// Тр.ВНйМИ.- Л., Т979.-Со. III.- С. 3-7 (Ю.Н.Бычков и В.Г.Грошиков).

31. Вгвймодейсглке крепи M-8I с породами квовли в условиях многолетней мерзлоты// Вопросы горного давления,- Вып. 31: сб.науч. тр./ ИГД'СО АН СССР, 1979,- С. 31-33 (соавторы С.И.Немтиноз, М.А.Ро-зилйу-').

32. Блиякхе подработки пласта на проявления горного давления в очистном забое// Механика ггрннх пород я горное давление: сб.науч. тр.- Л.: ВНИМй, 1981.- С. 20-26 (соавторы D.H.Бычков, и В.П.Кругликов),

33. Выбор сопротивления механизированной крепи для мощных пологи пластов// Вопросы горного давления,- Вып. 39. Механизированные крепи нового технического уровня: сб.науч.тр./ ИГД СО АН СССР, 1981,-С. 72-75 (соавтор В.П.Кругликов).

34. Вопросы управления горным давлением при разработке мощных пологих пластов// Всесоюзная научно-техническая конференция "Исследование, прогноз и контроль проявления горного давления" Тез.выступлений,- Л,: ЛГИ, 1982.- С. 39-40.

35. Влияние естественной '¿рещиноватости на прочность угольного мае с и?;?// Уголь,- 1983.- й 4.- С. 14-15 (соавтор Г.А.Иванов).

У, Определение величины опережения лав при двухслойной зыемке пласта// Уголь,- 1983,- щ ?.- С, 23-24 (соавторы А.О.Спроге и К.К.Зли ааноь';,

37, ifoддержаьие слоевих подготовительных выработок на мощных иьлстйх пласта::// Уголь,- 1983,- ® 8,- С. 22-25 (соавторы В.А.Андра-нович а Г„А.Иванов).

¿8. ъзат«одействие крепи типа 2УКП с кровлей при разных уровнях ее сопротивленкд// Вопросы горного давления.-- Вып. 41. Адаптивность механизированных «репей: сб.науч.тр./ ИГД СО АН СССР, 1983,- С.36-38 (соавтор В.П.Кругликов).

5л, Определение модуля деформации разрушенных пород// Уголь Укрелны,- 1384.- й 2.- С. 18-19 (соавторы В.А.Андранович, Г.А.Иванов;

40. Особенности взаимодействия с кровлей ксепи 2УКП5 при работе со'скалыванием подкровельной пачки// Вопросы горного давления,- Вып. 43. Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами: сб. Нс-ч.тр./ ЙГД СО АН СССР, 1Э85,- С. 133-136 (соавтор В.П.Кругликов).

41» Определение устойчивых пролетов кровли горных выработок// Улр-.ддение деформация!.':-! горного массива: сб.науч.тр.- Л.:ВНИМЙ, 1986 С, ^-ТЗ.(соавтор В.П.Стеценко).

"М, Обеспечение устойчивости угольного забоя в лавах мощных'по-легкх пластов// Горная геомеханика: сб.науч.тр.- Л,: ВНИМИ, 1988.-С. 56-64 (соавтор й.В.Павловский).

Изобретения:

43. A.c. 227265 (СССР.). Система разработки мощных пологих

угольных пластов/ ВНИМЙ. Авт.изоор. Ф.П.Бублик; Ю.В.Гроиов, В.Ф.Крылов, Б.П.Калугин. Опубл. в Б.И. 25.OI.ff9, Je 30.

A.c. 473829'(СССР)'. Способ'разработки мощных угольных пластов/ БНИМИ. Авт.изобр. Ю.В.Громов, Ф.Л.Бублик, Ю.Н.Бычков. Опубл. в

Б.И. 22.09.75, й 22.

45. A.c. 492661 (СССР). Способ разработки мощных пологих пластов/ ВНИМЙ. Авт.изобр. Ю.В.Громов, Ф.П.Бублик, В.А.Андранович и др. Опубл. в Б.И. 11.02.76, Р. 43.

46. A.c. 519542 (СССР). Способ управления труднообрушаемой-кровлей/ ВНИМИ. Авт.изобр. Ф.П.Бублик, Ю.В.Громов, В.П.Кругляков и др. Опубл. в Б.И. 15.07.76, №24.

47. A.c. 621876 (СССР). Способ выеыки пластов полезных, ископаемых/ ВНИМИ. Авт.изобр. Ю.Н.Бычков, Ю.В.Громов. Опубл. в Б.И.

22.07.78, Ш 32.

48. A.c. 625050 (СССР). Способ перемещения секций механизированной крепи из отработанного слоя в нижележащий'при разработке мощных пластов/ ВНИМИ. Авт.изобр. В.П.Кругликоз, ф.П.Бублик, Ю.В.Громов и др. Опубл. в Б.И. 31.08.78, I 35.

49. A.c. 732546 (СССР). Секция механизированной крепи/ ВНИМИ. Авт.изобр. Ю.Н.Бычков, Ю.В.Громов, Опубл. в Б.И. 15.05.80, ® 17.

50. A.c. 773270 (СССР). Способ управления труднообрушаемой кровлей/ВНИМИ. Авт.изобр. м.А.Розенбаум, В.П.Кругликов, Ю.В.Громов и др. Опубл. в Б.И. 27.10.80, & 39.

51. A.c. 834348 (СССР). Способ разработки пологих'пластов/ВНИМИ. Авт.изобр. М.А.Розенбаум,'В.П.Кругликов, Ю.В.Громов, А.Е.Слепцов, В.С.Андреев. Опубл. в Б.И. 30.05.81, )й 20.

52. A.c. 909177 (СССР). Способ управления труднообрушаемой кровлей/ ВНИМИ. Авт.изобр. В.П.Кругликов, м.А.Розенбаум, Ю.В.Громов, А.Е.Слепцов.-Ойубл. в Б.И. 05.03.82, fe 8.

53. A.c. 937732 (СССР). Способ крепления подготовительных боток нижних слоев'мощных угольных пластов/ ВНИМИ. Авт.изобр. В;П.Кругликов, В.А.Андранович, Ю.В.Громов, М.А.Розенбаум. Опубл. в Б.И. 23.06.82, № 23.

54. A.c. 958453 (СССР). Секция механизированной крепи/ ВНИМИ. Авт.изобр. Э.И.йлышев, Н.М-Х;Садыков, Ю.В.Громов, Ю.Н.Бычков, М.Га-панович, В.А.Андранович, П.Ф.Савченко, И.Н.Дриад. Опубл. в Б.И, 23.10.82, № 39.

55. A.c. 1030552 (СССР). Способ управления труднообрушавдейся кровлей пласта в очистном забое/ ВНИМИ. Авт:изобр. Ю.Н.Бычков, Ю.В.Громов, М.А.Розенбаум, А.Е.Слепцов. Опубл. в Б.И. 23.07.83, fö 27.

5$. A.c. 1078096 (СССР). Секция механизированной крепи/ ВНШШ; Авт.изобр. Ю.В.Громов, В.П.Кругликов, В.В.Рогатин, В.Л.Сорока к др. Опубл. в Б.И. 07.03.84, Ш 9.

57. A.c. I66672I (СССР) Способ отработки мощных угольных пласгсь/ ВНа&Ш, ЛГДС. Авт.изобр. М.А.Розенбаум, Ю.В.Гроиов, И.Н.Лось, Н.И.Крйаь-ко, В.Я.Андриэнко. Опубл. в Б.И. 30.07.91, & 28.

58. A.c. 1298350 (СССР). Способ управления первичной посадпии труднообрушаемой кровли/ ИГД-С ЯФ АН СССР, ВНИМИ.'Авт.изобр. А.Е.Слепцов, А.М.Столяров, М.А.Розенбаум, Ю.В.Громов и др. Опубл. в Б.И. 23.03.87, № II.

59. A.c. 1208072 (СССР), Рабочая жидкость для гидравлических систем механизированных крепей/ ВНИМИ. Авт.изобр. М.А.Розенбау.'/, М.С.^лотников, Ю.В.Громов и др. Опубл. в Б.К. 30.01.86,, !,= 4.

60. A.c. 1467200 (СССР). Способ контроля состояния шахтной гидравлической крепи/ ВНшИ. Авт.изобр. Ю.Н.Бычков, Ю.В.Громов, А.П.'Лза-

нов, Л.М.Коновалов. Опубл. в Б.И. 23.03.89, te II.

Нормативные и методические документы:

{составленные с участием автора;

■Л. Указания по совершенствованию управления горным давлением при слоевой выемке мощных пологих пластов с применением механизированных комплексов - Л.: ВНИМЙ, 1975.- 32 с,.-

62. Рекомендации по выбору параметров управления кровлей, крепей и конструктивных элементов основных систем оазработки иошых пологих пластов -- Л.: ВНШ/.Й, I97Ь. - 32 с,

G3. Типовые паспорта охраны, крепления и поддергапяя подготовительна заработок без целиков (разделы: ХЛ и 2.1) ~ Л.: ВБШ, 1Э80.-С. 5о-ьп и ICG-IC3.

б'1-. Методические указания по определению даракетрю» управления госйьа.- пех-лениен з типовых горно-геологических условиях са.фабсккл мощных пологих пластов - Л.: дНШ, 1981. - 63 с,

65. Методика разработки а внедрения мероприятий но улучшении агпсл*?ования и повышению эффективности «ехапязиоованзкх кс«ш:ексс» в лейсхзуятйх очаетннх забоях.- Н.: ИГД им. АД.Скочакского, í--8i.~ 80 с.

66. Методика определения обобщенных количественных показателей и характеристик взаимодействия механизированные кпецей с бокохо^'я породами по'классак условий полого-наклонных (до *35~) ¡¡ластов,.- Л.: ВНЙММ, 1982,- 40 с.

67.-ГОСТ 18585-82. Крепи механизированные гидравлические для лав. Общие технические требования,- U.: Изд. стандартов, 1983.

68. Протоессивные паспорта крепления, охраны и поддеожанин подготовительных выработок при бесцеликовой технологии отработки угольных пластов (глава б).- Л.: ВНИИ, 1984.- С. 77-95.

69. Методические указания по контролю работоспособности гидро-

С-.05Я кохеяйзнсойакшх крепей з очистной яабое,- Л.: ВНИМЙ, 1985.34 с.

70. Каталог типовых условий эксплуатации «ехенизисозевных комплексов на пологонаклонных 'до 35°) пластах.-Л.: 1985.- '-есть I - IX: е.; Часть П - 342 с.

71. Указа ¡гля по рациональному расположения охссне и i»>-«ep- з.'йь горних выреоо!г,к на угольных шахтах СССР (глава 7)*- Л.: ЬьИчК:, '.

С. 70-127.

72. Каталог обобщенных показателей и характеристик взаимодействия мехкрепей с .боковыми породами по классам условий,- Л.: ВНШИ, 1987. - ПО с.