авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Обоснование технологических схем подготовки и отработки калийных пластов на участках шахтных полей с ограниченными размерами

-- [ Страница 2 ] --

Данная методика была принята в качестве основной при исследовании влияния горнотехнических факторов на исследуемый параметр. При этом основное внимание было уделено изучению влияния на характер и интенсивность проявлений опорного давления в подготовительных выработках таких факторов, как глубина расположения и стадия развития очистных работ.

Ниже приведены примеры шахтных инструментальных наблюдений в различных горнотехнических условиях.

Лава №21-верх (14 восточная панель) отрабатывала верхний технологический слой Третьего калийного пласта мощностью 1,2 м. Крепление конвейерных сбоек №7,8,9, в которых выполнялись инструментальные наблюдения, не производилось. Наблюдения были начаты при нахождении лавы на расстоянии 150-200 м от исследуемых выработок. Выработки испытывали влияние как временного бокового опорного давления, возникающего впереди лавы, так и остаточного, формирующегося над неподвижной краевой частью массива после прохода лавы через определенный промежуток времени.

Шахтные исследования показали, что за время наблюдений (14 недель) величина смещений не превысила допустимых значений, составляющих для данных условий 90 мм. Максимальные скорости конвергенции – около 2,1 мм/сутки - зафиксированы на замерной станции, расположенной на расстоянии 5 м от краевой части соляного массива. Визуальные наблюдения подтверждают результаты инструментальных замеров: за весь период наблюдений выработки оставались в удовлетворительном состоянии и не требовали дополнительного крепления или ремонта.

Как показали визуальные наблюдения, со стороны краевой части массива, на расстоянии до 1 м от нее, формируются трещины эксплуатационного происхождения, связанные с разрушением краевой части массива. Трещины распространены от кровли до почвы выработки, имеют ширину раскрытия от 1 до 5 см. На стенках выработок, расположенных на расстоянии 1-6 м от выработанного пространства отмечены трещины, расположенные в основном в сводчатой части. Ширина раскрытия составляет 1-5 мм.

В сбойках зафиксировано незначительное пучение пород почвы, однако величины данных деформаций не влияли на технологические процессы. Распределение величин смещений пород кровли и почвы на участках выработок, расположенных на различном расстоянии от краевой части соляного массива, показаны на рисунке 2 (а, б).

Как следует из представленных на рисунке 2 (а, б) графиков, максимальные величины смещений наблюдаются на расстоянии около 5 м от краевой части пласта. На расстоянии от краевой части пласта, превышающем 25-30 м, величины смещений практически одинаковые.

Лавой №31 (8 южная панель) отрабатывался нижний технологический слой мощностью 2,1 м без предварительной отработки верхнего слоя. Инструментальные наблюдения проводились в конвейерных сбойках №1А и №2. В выработках в период проходки были созданы 2 компенсационные щели (в кровле и почве). Глубина разработки составляла 750-850 м.

Замеры на станциях, расположенных на расстоянии до 10-20 м (рис. 2, в) от краевой части соляного массива, показали, что интенсивность смещений кровли и почвы намного выше, чем в предыдущем случае. Данные замерные станции были полностью разрушены горным давлением при отходе лавы на расстояние 10 м от сбойки №2; в сбойке № 1А – при отходе лавы на расстояние 25 м. В районе расположения этих станций зафиксированы скорости смещений, достигающие 3,05-4,5 мм/сутки, а величины смещений за 8 недель наблюдений достигли значений 120-145 мм.

Визуальные наблюдения показали, что на расстоянии 5-10 м от краевой части массива кровля технологических сбоек была разрушена, отмечено интенсивное пучение пород почвы.

Обобщение данных выполненных инструментальных наблюдений позволяет сделать следующий вывод. В исследуемых горно-геологических условиях общая ширина зоны остаточного опорного давления составляет 20-25 м при ведении горных работ на глубинах 500-600 м и 40-60 м на глубинах 700-800 м. Область с максимальными напряжениями в зоне остаточного опорного давления находится на расстоянии 5-10 м от краевой части пласта. В интервале от 0 до 1,0 м соляной массив в различной степени нарушен трещинами эксплуатационного происхождения, связанных в основном с ведением очистных работ.

На основании результатов шахтных инструментальных наблюдений и аналитических исследований установлено, что минимально допустимая ширина целика между повторно используемой выработкой и выработанным пространством для условий отработки IV сильвинитового слоя Третьего калийного пласта составляет:

  • 4 - 5,3 м для глубины разработки 500-600м;
  • 5,8 – 7 м для глубины разработки 700-1000м.

 Влияние расстояния S до краевой части пласта на конвергенцию пород в-0 Влияние расстояния S до краевой части пласта на конвергенцию пород в-1

 Влияние расстояния S до краевой части пласта на конвергенцию пород в-2

Рис. 2. Влияние расстояния S до краевой части пласта на конвергенцию пород в экспериментальных выработках: а, б - лава №21-верх, 2РУ; в – лава №31, 4РУ.

3. При использовании технологических схем, предусматривающих разворот лавы на границе панели, ширину целика, оставляемого между столбами, отрабатываемыми до и после разворота лавы, можно существенно уменьшить путем возведения в выработанном пространстве в непосредственной близости от целика породной полосы, ширина которой в 3-4 раза превышает вынимаемую мощность пласта.

Как показал анализ шахтных исследований и результаты расчетов с использованием известных методик предельной ширины целика, оставляемого в выработанном пространстве для охраны повторно используемой подготовительной выработки, значения данного параметра имеют довольно широкий диапазон. Причем, при неблагоприятных условиях (большое количество неустойчивых слоев в кровле, большая глубина горных работ и т.п.) данный параметр увеличивается.

Проведенные шахтные исследования компрессионных свойств породных полос (при селективной выемке нижнего технологического слоя Третьего калийного пласта), возводимых за лавой в выработанном пространстве, показали, что краевая часть целика, расположенная со стороны выработанного пространства, разрушается менее интенсивно, чем при отсутствии полосы.

Данное обстоятельство связано с тем, что в процессе нагружения породной полосы вышележащими породами основной кровли в ее центральной части формируется уплотненное ядро (область), обладающее высокой несущей способностью, близкой к объемному сжатию. Данное ядро не позволяет разрушаться краевой части целика, расположенной со стороны выработанного пространства. Минимальная ширина породной полосы при этом, как показали шахтные исследования, должна составлять 3-4 вынимаемых мощностей пласта.

Влияние горнотехнических факторов на уплотнение породных полос во времени иллюстрируется следующим примером.

Ширина исследуемой породной полосы, состоящей из разрушенного выемочной машиной галитового слоя II-III, составляла 6-9 м, высота - 2,1-2,2 м.

Проведенные шахтные инструментальные наблюдения показали, что максимальные скорости уплотнения породной полосы, составляющие 13-25 мм/сутки, наблюдаются на расстоянии 0-10 м за забоем лавы (рис. 3). Причем, изменения скоростей уплотнения закладочного материала протекали менее динамично со стороны целика.

Основное уплотнение породной полосы произошло за 1,5-2 месяца с момента прохода лавы и составило 200-400 мм за 9 месяцев наблюдений.

Визуальными наблюдениями установлено, что трещины разрушения в целике, ширина которого в данном случае составляла 5 м, возникают на расстоянии 5-10 м за забоем лавы в ее сводчатой части (рис. 4).

Необходимая ширина породной полосы для диапазона мощностей верхнего технологического слоя Третьего калийного пласта (1,2-1,5 м) составляет 4,8-6 м.

Результаты визуальных шахтных наблюдений свидетельствуют о том, что предельная ширина целика и размеры зоны эксплуатационной трещиноватости в целике меньше, чем при охране выработки одним целиком.

При отработке IV сильвинитового слоя с использованием рекомендуемой технологической схемы с разворотом лавы ширина целика, оставляемого для охраны повторно используемой выработки, может быть уменьшена до 2,5-3,2 м при возведении в выработанном пространстве в непосредственной близости от целика породной полосы из галита шириной 5-6 м.

Областью рационального использования предложенной схемы являются пласты мощностью 1,2-1,5 м (IV сильвинитовый слой ТКП), при глубинах разработки 500-900м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи создания эффективной ресурсосберегающей технологической схемы в условиях рудников РУП «ПО «Беларуськалий» на участках шахтных полей с ограниченными размерами, позволяющей на 40-80 % снизить эксплуатационные потери калийной соли и затраты на поддержание повторно используемых подготовительных выработок.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

    1. Перспективным направлением повышения технико-экономических показателей очистной выемки в условиях калийных рудников РУП «ПО «Беларуськалий» является использование при отработке участков с ограниченными размерами систем разработки с разворотом лавы без демонтажа очистного оборудования.
    2. Основными недостатками известных технологических схем с разворотом лав на границе панелей являются значительные эксплуатационные потери полезного ископаемого в целиках, достигающие 33% балансовых запасов панели, и большая удельная протяженность подготовительных выработок.
    3. Разработанную технологическую схему рекомендуется использовать на участках шахтных полей, большие размеры которых не превышают 80% оптимальной длины столба. Реализация данной схемы в условиях действующих калийных рудников РУП «ПО «Беларуськалий» позволяет уменьшить эксплуатационные потери полезного ископаемого на 40-80%, удельную протяженность подготовительных выработок в 1,4-2 раза, затраты на поддержание повторно-используемых выработок на 60-70%.
    4. При использовании второго варианта рекомендуемой технологической схемы ширину целика можно существенно уменьшить при возведении в непосредственной близости от целика породной полосы шириной не менее 3-4 вынимаемых мощностей пласта. При отработке IV сильвинитового слоя минимально допустимые значения ширины целика и породной полосы составляют, соответственно, 2,6-5 м и 4,8-6,0 м для диапазона глубин разработки 500-1000 м. Как показали шахтные исследования, величина усадки породной полосы составляет 26% за 9 месяцев, а состояние рядом расположенных выработок более удовлетворительное, чем при ее отсутствии.
    5. При использовании рекомендуемой технологической схемы с разворотом лавы на границе панели повторно используемую подготовительную выработку необходимо располагать в соляном массиве на расстоянии от границы выработанного пространства большем максимальной глубины распространения в массив состояние эксплуатационных трещин, образование которых обусловлено ведением очистных работ. В условиях отработки IV сильвинитового слоя Третьего калийного пласта глубина распространения эксплуатационных трещин составляет:
  • 4 - 5,3 м для глубины разработки 500-600м;
  • 5,8 – 7 м для глубины разработки 700-1000м.
    1. Основными параметрами зон остаточного бокового опорного давления, знание которых необходимо при определении места расположения панельных выработок, являются расстояние от краевой части массива до максимума опорного давления и ширина опасной зоны опорного давления. Для условий отработки верхнего технологического слоя Третьего калийного пласта эти параметры равны, соответственно:
  • 4,5-5 м и 25-30 м при отработке пластов на глубинах 500-600 м;
  • 9-11 м и 40-60 м при отработке пластов на глубинах 750-850 м.

7.Ожидаемый экономический эффект при внедрении разработанной технологической схемы в условиях отработки Третьего калийного пласта составит около 3,18 млн. рублей на 1 млн. т. добычи (4,77 млн. рублей в год).

Область рационального использования рекомендуемых технологических схем – участки шахтных полей, длина которых меньше 3000 м.

Разработанная в процессе выполнения данной работы технологическая схема выемки пологих калийных пластов защищена 2 патентами на изобретения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

  1. Уразов Д.В. Опыт использования систем разработки с разворотом механизированного комплекса на 180 градусов.// Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2005 г. С. 169-175;
  2. Уразов Д.В. Совершенствование слоевой системы разработки на участках с ограниченными размерами.// Записки Горного института. 2005 г. Т. 167 (I). С. 117-120;
  3. Уразов Д.В. Определение места расположения подготовительных выработок при бесцеликовой отработке Третьего калийного пласта Старобинского месторождения.// Научное обозрение. 2007 г. №1. С. 7-11;
  4. Пат. 2 РФ, МПК7 Е 21 С 41/20. Способ подземной разработки пластов на участках с ограниченными размерами /Зубов В.П., Уразов Д.В.// №2282720; Заявлено 18.04.05; Опубл. 15.09.06, Бюлл. № 9, Приоритет 18.04.05;
  5. Пат. 2 РФ, МПК7 Е 21 С 41/20. Способ разработки мощных пологих пластов /Сиренко Ю.Г., Плескунов И.В., Блохин С.Л., Уразов Д.В.// № 2254472; Заявлено 20.04.04; Опубл. 20.06.05, Бюлл. № 17, Приоритет 20.04.04.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.