Email: gornuy-master@yandex.ru
Реферат по теме магистерской работы
ВВЕДЕНИЕ
Опыт строительства и эксплуатации шахт в Донбассе показывает, что более 15 %
горных выработок проводят и поддерживают в сложных условиях, обусловленных
наличием геологических нарушений (примерно 80 % таких выработок приходится на
пластовые). Нарушенность шахтных пластов возрастает в направлении с запада на
восток, при этом протяженность выработок, поддерживаемых в зонах геологических
нарушений, изменяется с 8 % до 22 %.
Восточные угленосные районы Донбасса характеризуются многообразием видов
геологических нарушений. Особый интерес в этом плане представляет
Гуково-Зверевский район, занимающий одно из ведущих мест в бассейне по добыче
антрацитов. Его промышленное значение определяется большими запасами
качественных энергетических углей.
Характерными нарушениями являются надвиги, сбросы, взбросы, размывы, раздувы,
пережимы, расщепления и перегибы пласта. Следует отметить, что встречаются
сочетания геологических нарушений разных видов.
В зонах влияния геологических нарушений отмечается снижение скорости проходки в
2-3 раза и увеличение затрат на проведение и ремонт выработок в 1,5-2,5 раза,
что обусловлено, главным образом, значительными обрушениями с высотой до 4 м в
передней части выработки, связанными с интенсивной трещиноватостью породного
массива.
Из общего объема геологических нарушений наиболее значительными являются
разрывные нарушения.
В условиях разрывных нарушений поддерживается примерно 50 % горных выработок, в
том числе 68 % пластовых, которые проведены в геологических нарушениях, а
удельный вес разрывных нарушений в затратах на ремонт достигает 70 %. Таким
образом, можно утверждать, что актуальность научных исследований, направленных
на обоснование способов обеспечения устойчивости подготовительных выработок в
сложных горно-геологических условиях, несомненна.
Комплекс выполненных исследований посвящен разработке научно обоснованной
методики определения устойчивости подготовительных выработок, параметров крепи и
охраны в зоне влияния дизъюнктивных тектонических нарушений, а также составлению
специальных программ расчета указанных параметров на ЭВМ в соответствии с
разработанной методикой.
Магистерская работа посвящена разработке способов и средств охраны и крепления
подготовительных выработок, пораженных дизъюнктивными геологическими
нарушениями.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель работы - обоснование способов обеспечения устойчивости подготовительных
выработок в сложных горно-геологических условиях (в зонах дизъюнктивной
нарушенности массива горных пород).
Идея работы заключается в комплексном подходе к решению задач выбора способов
крепления и поддержания подготовительных выработок в зоне влияния дизъюнктивных
геологических нарушении на основе изучения геомеханических зависимостей
состояния горных массивов и действия крепей с учетом влияния на работу очистных
забоев.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Методы исследования. При выполнении работы использован комплексный метод
исследований, включающий методы математической статистики и теории вероятностей,
корреляционный и регрессионный анализ, аналитические исследования
напряженно-деформированного состояния и устойчивости боковых пород в сложных
горно-геологических условиях, шахтные инструментальные наблюдения, применение
современных методов компьютерного моделирования породного массива, находящегося
под влиянием очистных работ и геологических факторов, осложняющих условия
поддержания подготовительных выработок, разработку новых методов расчета
параметров крепления и охраны выработок и их технико-экономическое обоснование.
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЫ
- получены аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать ожидаемую
конвергенцию выработки в зоне влияния дизъюнктивных геологических нарушений, в
зависимости от параметров разрыва и горно-геологических условий эксплуатации
выработки, и с учетом влияния очистных работ.
- выявлено, что на протяженность зоны влияния дизъюнктивного нарушения
наибольшее влияние оказывают угол падения разрывного нарушения, угол встречи
забоя выработки с плоскостью простирания и почти не оказывает влияние глубина
расположения выработки и модуль упругости вмещающих пород.
- установлено, что на высоту распространения зоны неупругих деформаций пород
кровли наибольшее влияние оказывает угол падения разрывного нарушения и
механические свойства горных пород кровли (модуль упругости).
- определено, что высота распространения зоны неупругих деформаций пород кровли
в висячем крыле сброса превышает на 30 + 40 % высоту распространения зоны
неупругих деформаций - в лежачем крыле сброса.
- на основе полученных зависимостей и научных положений разработана методика
расчета оптимальных технологических параметров крепления и охраны
подготовительных выработок, пораженных дизъюнктивными нарушениями, при которых
обеспечивается их поддержание на всех стадиях эксплуатации. Методика отличается
от ранее известных знаний не только использованием установленных автором
зависимостей но и вариантным проектированием на ЭВМ с применением комплексной
экономической оценки эффективности разработанных научных положений.
Научное и практическое значение:
- выявление факторов, влияющих на выбор параметров крепи и охраны
подготовительных выработок в зоне влияния дизъюнктивных геологических нарушений;
- разработка методики расчета технологических параметров крепи и охраны
подготовительных выработок в зоне влияния дизъюнктивных геологических нарушений
Основные способы охраны выработок, которые применяют на шахтах Донбасса:
Охрана выработок бутовой полосой:
Рисунок 2 - охрана штрека односторонней бутовой полосой.
Рисунок 3 - охрана штрека двухсторонней бутовой полосой.
Охрана штрека БЖБТ и литой полосой из быстротвердеющего материала:
Рисунок 4 - охрана штрека БЖБТ.
Рисунок 5 - охрана штрека литой полосой из быстротвердеющего материала.
Рисунок 6 - деформация крепи выработки под действием косонаправленной нагрузки. (6 кадров, 10 циклов, 65 kb)
ЛИТЕРАТУРА
1. Заславский Ю.З., Дружко Е.Б. Новые виды крепи горных
выработок. М.: Недра.1989.- 256с.
2. Лисичкин В.Г., Зислин Ю.А., Берлявский Г.П. Анализ тенденции в применении
металлических арочных крепей на угольных шахтах // Шахтное строительство. -
1984.- № 1.-С.8-9.
3. Розенберг Ф.Я., Елагин Л.И. О совершенствовании крепей для подготовительных
выработок// Шахтное строительство. - 1980.- С.19-23.
4. Широков А.П. Теория и практика применения анкерной крепи. - М.: Недра. 1981.-
381с.
5. Байкенжин М.А. Разработка способа поддержания пластовых подготовительных
выработок глубоких горизонтов шахт податливой рамно - анкерной крепью: Дисс.
канд. Техн. Наук.- Караганда.- 1987.- 156 с.
6. Клюев А.П. Опыт применения комбинированной анкерно - арочной крепи.- Донецк,
ЦБНТИ Минуглепрома СССР.- 1989.- 4с.
7. Черняк И.Л., Бурчаков Ю. И. Управление горным давлением в подготовительных
выработках глубоких шахт // М.: Недра, 1984. - 304 с.