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 способов обеспечения устойчивости подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления при разработке сближенных пластов

-- [ Страница 2 ] --

Рис. 1. Принципиальная схема стенда для исследования влияния величины заделки анкера в шпуре S на его несущую способность: 1 –массив; 2 –анкер; 3 – шпур; 4 – твердеющий состав; 5–грузы; 6 – индикаторы часового типа

Результаты лабораторных исследований влияния величины заделки, выраженной в долях от диаметра скважины, на несущую способность анкера представлены на рис. 2. При проведении лабораторных исследований в качестве фактической величины Pф принималось значение несущей способности анкера, установленное при типовой схеме установки анкера. Для определения паспортной несущей способности анкера Pп модель перед установкой анкера разворачивалась устьем шпура вверх. При типовой схеме установки анкера его несущая способность составляет:

- 16-25% паспортной величины при величине его заделки в шпуре меньше 600 мм;

- 30-40% паспортной величины при величине его заделки в шпуре равной 1500 -1800 мм;

- более 50% паспортной величины при величине его заделки в шпуре превышающей 2400 мм.

 Результаты лабораторных исследований влияния величины заделки на несущую-1

Рис. 2. Результаты лабораторных исследований влияния величины заделки на несущую способность канатного анкера: 1– при использовании эпоксидной смолы; 2 – при использовании минеральной композиции; 3 – по данным шахтных испытаний; d –диаметр шпура

Зависимости (кривые 1 и 2), полученные в результате лабораторных испытаний, как в качественном, так и количественном отношении хорошо согласуются с данными шахтных исследований (кривая 3), что позволяет рекомендовать их для использования при составлении паспортов крепления выработок с учетом фактической несущей способности канатных анкеров.

3. Реализация предложенных схем совместной разработки сближенных пластов в нисходящем порядке в сочетании с использованием комбинированных паспортов крепления подготовительных выработок, включающих канатные анкеры и учитывающих уровни действующих в массиве напряжений, позволяет при подготовке столбов сдвоенными выработками практически полностью исключить влияние целиков на лавы надрабатываемых пластов и уменьшить затраты на крепление (в 1,5-2 раза) и поддержание (на 30-40%) участковых подготовительных выработок.

Экономические ущербы, связанные с отрицательным влиянием целиков на очистные и подготовительные выработки, являются минимальными при использовании рекомендуемой схемы совместной разработки сближенных пластов в нисходящем порядке, приведенной на рис. 3.

При реализации данной схемы выемку вышерасположенного пласта (лава №1) ведут с опережением выемки надрабатываемого пласта (лава №2) не менее чем на один столб. Целики угля шириной b2, оставляемые между сдвоенными участковыми подготовительными выработками надрабатываемого пласта (5 и 7, 9 и 10), располагают под целиками (b1) вышерасположенного пласта. При таком взаимном расположении горных работ целики, оставленные в выработанном пространстве вышерасположенного пласта, не оказывают практически значимого отрицательного влияния на очистные работы в надрабатываемом пласте.

Степень отрицательного влияния целиков, оставленных в выработанном пространстве вышерасположенного пласта на состояние участковых подготовительных выработок надрабатываемого пласта можно регулировать путем изменения ширины оставляемых между ними целиков угля.

Для повышения устойчивости подготовительных выработок надрабатываемого пласта, располагаемых в зонах повышенного горного давления, рекомендуется использовать комбинированные паспорта крепления, включающие канатные анкеры разработанной конструкции, и учитывающие напряженное состояние вмещающего массива. Расчет параметров паспортов крепления для рекомендуемой схемы отработки сближенных пластов (рис. 3) следует производить с учетом уровня напряжений в массиве, характеризующимся коэффициентом условий:

=/п.п.сж.,

где – уровень вертикальных напряжений в горном массиве на глубине расположения выработки; п.п.сж – средневзвешанный предел прочности вмещающих пород на одноосное сжатие

Принципиальная схема канатного анкера разработанной конструкции приведена на рис. 4. Канатный анкер 1 выполнен с ограничителем перемещения (втулкой) 2 неотвержденной закрепляющей смеси вниз по кольцевому зазору между анкером и стенками шпура. Максимальная величина зазора (c) между анкером и стенкой шпура равна разности диаметра шпура и диаметра канатного анкера. В шахтных условиях при прижатии канатного анкера к одной из стенок шпура этот параметр может составлять 5-8 мм и более. Втулку изготавливают из упругого материала, например, из резины.

Рис. 4. Канатный анкер рекомендуемой конструкции

При внешнем диаметре втулки 2 равном или больше диаметра шпура исключается перемещение неотвержденной закрепляющей смеси по кольцевому зазору между анкером и стенками шпура в часть шпура, расположенную ниже втулки.

Втулку 2 устанавливают на канатном анкере на расстоянии от забоя шпура, определяемом из выражения

S d2ln/(a2 – b2),

где: a - диаметр шпура, b – диаметр канатного анкера, d – диаметр ампулы, l – длина ампулы,n – число ампул с твердеющим материалом

Как показали результаты экспериментов, проведенных в условиях шахты им. С.М.Кирова, использование канатных анкеров рекомендуемой конструкции позволяет: в 1,5 – 2 раза и более повысить несущую способность анкера и тем самым существенно снизить затраты на крепление участковых подготовительных выработок; - повысить устойчивость подготовительных выработок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи – снижения затрат на поддержание и повышение устойчивости подготовительных выработок надрабатываемых пластов, расположенных в зонах повышенного горного давления, при использовании систем разработки сближенных пластов длинными столбами и подготовке столбов сдвоенными выработками.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

  1. Широкое внедрение схем подготовки свит угольных пластов сдвоенными выработками является одной из основных причин существенного снижения технико-экономических показателей ведения горных работ по надрабатываемым пластам. Так в условиях шахт Кузбасса при использовании схем подготовки сдвоенными выработками, затраты на перекрепление выработок надрабатываемых пластов увеличиваются в 1,5 – 2 раза и более, а себестоимость ведения очистных работ возрастает на 15 – 30 %.
  2. Принимая во внимание то обстоятельство, что экономические ущербы, вызванные влиянием целиков, оставленных по вышерасположенным пластам, на очистные выработки нижезалегающих пластов значительно превышают экономические ущербы, связанные с влиянием целиков на подготовительные выработки надрабатываемых пластов, горные работы в сближенных пластах при подготовке столбов сдвоенными выработками необходимо планировать таким образом, чтобы очистные выработки нижезалегающих пластов находились вне зон ПГД.
  3. Известные способы поддержания участковых подготовительных выработок, расположенных в зонах ПГД, как правило, не обеспечивают их технологически удовлетворительного состояния на проектируемый срок службы. Устойчивость подготовительных выработок может быть повышена при использовании в качестве дополнительной крепи канатных анкеров, длина которых превышает глубину распространения в кровле выработки зоны повышенной нарушенности пород на определенную величину, зависящую в основном от прочностных свойств пород кровли и уровня напряженного состояния массива.
  4. Одной из основных причин низкой несущей способности канатных анкеров является вытекание твердеющей смеси по кольцевому зазору между анкером и стенками шпура на стадии установки канатного анкера. Фактическая длина участка анкера, на котором распределена твердеющая смесь, в несколько раз превышает суммарную длину ампул с твердеющей смесью, устанавливаемых в шпуре. Эксперименты, проведенные на шахте «Салек», показали, что по данной причине фактическая несущая способность канатного анкера обычно составляет 30 – 40 % от паспортной величины.
  5. Несущая способность канатного анкера повышается при установке на канатном анкере ограничительной втулки, назначением которой является перекрытие межкольцевых зазоров между анкером и стенками шпура, что препятствует вытеканию твердеющей смеси. По данным экспериментов в условиях шахты «Полысаевская» установка ограничительной втулки на канатном анкере позволяет повысить его несущую способность до 85-95 % от паспортной величины.
  6. Использование разработанных схем подготовки лав в сближенных пластах в сочетании с рекомендуемыми способами повышения несущей способности канатных анкеров в условиях шахты им. С.М. Кирова позволяет практически полностью исключить влияние целиков угля, оставленных в выработанных пространствах пласта Болдыревского, на очистные забои нижезалегающих пластов и минимизировать затраты, связанные с поддержанием участковых подготовительных выработок надрабатываемого пласта Поленовского.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций в условиях отработки угольных пластов на одной только шахте им. С.М. Кирова составит более 100 млн. рублей в год на один ярус.

Новые технические решения, разработанные в процессе выполнения исследований, защищены двумя патентами.

Основные ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Рогачков А.В. Исследования характера проявления горного давления в различных горно-геологических условиях. // Записки Горного института. «Проблемы недропользования». Т.174, 2008 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с.82 -85.
  2. Рогачков А.В. Особенности поддержания подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления. // Записки Горного института. «Проблемы недропользования». Т.181, 2009 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с.72 -75.;
  3. Патент РФ. №  2333783 Канатный анкер. /Зубов В.П., Рогачков А.В., Осминин Д.В. 22.06.09.
  4. Патент РФ. №  2332588 Способ разработки свит сближенных пластов. /Зубов В.П., Рогачков А.В., Осминин Д.В. 11.06.09.
  5. Рогачков А.В. Обоснование требований к тросовым анкерам, используемым для поддержания подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления. // Труды 6-й научно-практической конференции. «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения». 2008 г., Воркута: филиал СПГГИ (ТУ) ВГИ, с.34 -38.
  6. Рогачков А.В. Оценка состояния сталеполимерной анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса / Ремезов А.В., Рогачков А.В // Материалы 11-й Международной научно-практической конференции. 23 – 25 ноября 2006 г. – Кемерово: ГОУ ВПО КузГТУ, 2006 – с.36-38.
  7. Рогачков А.В. Исследование эффективности мероприятий по снижению влияния горного давления лавы 1827 пласта Толмачевского на вентиляционный штрек ниже подготавливаемой лавы 1829 / Ануфриев В.М., Коновалов Л.М., Ремезов А.В., Рогачков А.В. // Вестник Кузбасского Государственного технического университета. – 2007.- № 4. – с. 17 – 21.

 Рекомендуемая схема отработки сближенных угольных пластов при подготовке-4

Рис. 3. Рекомендуемая схема отработки сближенных угольных пластов при подготовке выемочных столбов сдвоенными выработками



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.