УДК 622.831.325

Гребенкин С.С., Махов В.Г.

Освещаются результаты исследований в области безлюдной выемки угля с применением гидроимпульсной установки и перспектива создания нетрадиционной технологии разработки весьма тонких крутых пластов.

Висвітлюються результати досліджень в області безлюдної виїмки вугілля з застосуванням гідроімпульсної установки і перспектива створення нетрадиційної технології розробки дуже тонких крутих шарів.

Results of researches are covered in the field of lonely dredging coal with application of hydropulse installation and prospect of creation of nonconventional technology of development of rather thin abrupt layers.

Технология ведения очистных работ с использованием гидроимпульсной установки при разработке крутых пластов предусматривает безлюдную выемку угля без крепления призабойного пространства. Устойчивость обнажений при отсутствии крепления в очистном забое представляет собой способность боковых пород не обрушаться в течение определенного периода.

Недостаточная изученность поведения боковых пород и вопросов поведения горного давления при разработке угольных пластов с применением гидроимпульсной выемочной машины на глубоких горизонтах во многих случаях подменялись необоснованным предположением об идеальности и неизменности горно-геологических условий, а также поведения боковых пород при выемки угля на протяжении всего выемочного участка (постоянство мощности пласта, состава и структуры вмещающих пород и их физико-механический свойств).

Предполагалось, что изменяя отдельные технологические параметры (скорость подвигания очистного забоя направление выемки угля, пространственное расположение очистного забоя и др.) удастся увеличить устойчивость пролетов боковых пород и уменьшить расслаиваемость их и тем самым обеспечить наличие необходимой консоли над призабойном пространством, уйти от завала обрушенных пород, т.е. в конечном итоге обеспечить выемку угля без крепления. Проведенные исследования на моделях из эквивалентных материалов [1] по определению устойчивых обнажений и сокращению консолей над призабойным пространством путем увеличения скорости подвигания очистного забоя до 12 м/сутки, увеличения ширины оставляемых угольных целиков показали, что при условии наплывов глинистого сланца или линзовидных включений при устойчивых породах непосредственной кровли можно добиться сохранения консолей необходимых размеров в призабойном пространстве при определенных соотношениях мгновенно образованных пролетов и принятой ширине оставляемых угольных целиков и сравнительно высокой скорости подвигания очистного забоя [2].

Наряду с этим, исследования показали, что отставание или замедление деформации боковых пород и угля, при сравнительно больших скоростях подвигания очистного забоя (>10 м/сутки), необходимых для достижения устойчивых площадей обнажения и консолей над призабойном пространством, вызывает перенапряжение в боковых породах и углей и их хрупкое разрушение по линии забоя или с некоторым опережением.

Учитывая значительное количество факторов, влияющих на обрушение кровли и устойчивость обнаженных площадей боковых пород, теоретически установить качественные оценки оптимальных параметров скорости подвигания очистного забоя и устойчивых обнаженных площадей над призабойном пространством весьма затруднительно или практически невозможно.

Поэтому для каждого забоя на одном и том же пласте их необходимо подбирать опытным путем, что не исключает завалов призабойного пространства и его восстановления с присутствием человека на аварийном участке.

Достижение устойчивых пролетов в лавах за счет оставления угольных целиков приводит к образованию стационарных зон опорного давления на соседних пластах, что особенно не безопасно для пластов опасных по выбросам, стрелянию или горным ударам.

Наряду с этим, на глубоких горизонтах требования к прочностным свойствам боковых пород увеличились в два раза, т.е. прочности возросли на одну ранее принятую градацию.

Поэтому объемы применения технологии выемки угля без крепления при прочих равных условиях к настоящему времени резко сократилось.

Учитывая отсутствие угольных пластов без наличия местных наплывов и линзовидных включений в боковых породах, а также принимаемая во внимание требования по безопасности и эффективности отработки пластов в свитах, не предоставляется возможным на данный период осуществить выемку угля без крепления призабойного пространства при неизменности агрегатного состояния самого угля.

Величина сближения определяется их выражения

h = a m_cp· l, (2)

Приведенная зависимость (1) действительна для лав длиной не более 100 м.