| ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ |
|
|
Цілі і задачі магістерської роботи
Короткий виклад результатів магістерської роботи
Метою магістерської роботи є пошук можливості застосування гідровибуху при розробці викидонебезпечного пласта l4 в умовах АП «Шахта імені О. Ф. Засядька». Відповідно до мети роботи можна поставити наступні завдання:
24 травня 1999 — в результаті вибуху загинули 50 чоловік, травми одержали 40 чоловік.
19 серпня 2001 — вибух газо-повітряної суміші в поєднанні з вугільним пилом забрав життя 55 чоловік. Були травмовані 34 особи, пропали безвісти 10 людей.
31 липня 2002 — в результаті вибуху загинули 20 чоловік, травми отримали двоє людей.
В результаті трьох вибухів в листопаді-грудні 2007 року загинуло 106 чоловік, ще 156 шахтарів було поранено — це найбільша аварія за всю історію Україна за кількістю жертв.
18 листопада 2007 на горизонті 1078 метрів стався вибух метано-повітряної суміші. За даними МНС, у момент аварії під землею знаходилися 456 гірників, у тому числі на аварійних ділянках — 186. В результаті вибуху загинув 101 шахтар.
1 грудня 2007 — в результаті другого вибуху постраждали 52 шахтарів, стан 35-ти осіб — середньої тяжкості, 9-ти — тяжкий.
2 грудня 2007 — загинуло 5 гірничорятувальників, ще 66 потерпілих були госпіталізовані. [2]
Зі збільшенням глибини розробки загроза раптових викидів вугілля і газу суттєво підвищується. Це стосується і пласта l4, який з позначки 400 м почав вважатися загрозливих за раптовими викидами. Крім того потреби у вугіллі постійно зростають, що сприяє збільшенню навантаження на шахту.
В даний час завдання розробки і впровадження надійних і технологічних способів запобігання викидам в підготовчих виробках і в найбільш небезпечних ділянках лави - нішах і в місцях геологічних порушень — є особливо актуальною.
Вирішення цієї задачі може бути досягнуто не тільки в результаті розробки принципово нових способів локального запобігання викидів, а й шляхом удосконалення засобів, в часності, торпедування, що застосовується на шахті ім. А.Ф. Засядька.
Шахта ім. А.Ф. Засядька (колишня «Гілка-Глибока») здана в експлуатацію в 1958 році з проектною потужністю 1200 тис. тонн вугілля на рік. До 1968 року у відповідності з проектом реконструкції інституту «Дондіпрошахт» шахти ім. А.Ф. Засядька і № 2 Ф. Кона були збиті двома паралельними квершлагами з пласта m2 на пласт k8 і об'єднані в одну виробничу одиницю — шахтоуправління ім. А.Ф. Засядька. За простиранню на заході вона межує з діючими шахтами «Панфіловський», «Жовтневий рудник», на сході — з шахтами ім. К.І. Поченкова, «Червоногвардійська», за падінням — з ділянкою Кальміуський рудник.
Розміри шахтного поля по простяганню — 6200м., За падінням — 4500м.
Підрахунок запасів кам'яного вугілля здійснювався по пластах m3, l4, l1 і k8 в межах гірничого відводу шахти ім. А.Ф. Засядька.
В даний час розробляються пласти m3, l1, l4 і k8.
Безпосередньо над пластом залягає аргиллит темно-сірого кольору, горизонтально-шаруватий, з великою кількістю прошарків і лінз сідерітов-кременистого складу. Безпосередня грунт представлена переважно алевролітів і на південно-сході — аргілітів.
Потужність від 0,9 до 1,2 м, будова складна і проста, вугілля марки Ж, малозольний (1,4-26,9), среднесерністий (0,8-2,9), середньої міцності, f = 1,0 - 1,5, об'ємна вага 1,31, опірність різанню — 210/235кг/см, кут падіння змінюється від 9 до 140, небезпечний по газу, вибуховості вугільного пилу, суфлярним виділеннями метану, не схильний до самозаймання, з позначки (-400м) небезпечний по раптовими викидами вугілля і газу, вище — загрозливий за раптовими викидами вугілля і газу.
Безпосередня покрівля пласта складена з аргілітів та алевролітів. Аргiллiт за даними розвідувальних та експлуатаційних робіт, темно-сірого кольору, однорідний, з відбитками обвуглених рослинних залишків, зрідка з тонкими прошарками вугілля. Алевроліт темно-сірий, і волністослоістий за рахунок лінз і присипок піщаного матеріалу, по нашаруванню рясні відбитки рослинного детриту, по шару вуглисті включення, особливо на контакті з пластом, шар алевролітів насичений углефіцірованним матеріалом, з площинами ковзання, що знижує його міцнісні властивості .
Безпосередня почва представлена алевролітами, аргілітами і в двох точках — пісковиком. Алевроліт на поле характеризується малою потужністю, темно сірий, на контакті з пластом грудкуватих, нижче — крупнозернистий, горізонтальнослоістий. Аргиллит темно-сірий, однорідний, грудкуватих на контакті з пластом потужністю до 0,50 м, зчеплення слабке. Піщаник сірий, середньозернистий, слюдістих, груднястій текстури, з великою кількістю відбитків рослинності. [3]
Завданням даної дипломної роботи є розрахунок параметрів для застосування гідровзриванія в умовах АП «шахта ім. А.Ф. Засядька ». У зв'язку з цим в рефераті буде представлена певна теоретична інформація, необхідна для вирішення завдання дипломної роботи.
Вугільний пласт розглядався як пружний однорідний ізотропний, а функція детонаційного тиску в свердловині — як суперпозиція вибухових імпульсів послідовної сукупності елементарних сферичних зарядів (рис. 1).
На малюнку зображенi:1 — вільна поверхня пласта; 2 — свердловина, 3 — напрям ініціювання заряду, 4 — елементарний сферичний заряд;, σx(x), σy(x), σz(x) — епюри головних статичних напружень, Lc i ηo відповідно довжина свердловини і набійки; η — поточна координата елементарного заряду; Po — тиск всередині сферичної порожнини радіуса; γ — об'ємна вага вищерозміщених порід; H — глибина від земної поверхні.
Оцінка впливу різних факторів на розміри зони руйнування досягалося зміною чисельних значень Lc,Po,γH,δm,ρ,ηo (рис.3 в, г, д, е, ж, з). Отримане на даному етапі рішення можна представити у неявному вигляді в наступній формі:
На малюнку зображенi: а) без урахування впливу вільної поверхні і напруженого стану пласта, Lc i Ro — довжина і радіус зони руйнування; Lэф — ефективна довжина свердловини, відповідна радіусу ефективного впливу Rэф= 1,5 м; Lo — глибина відкольних зони на відстані від осі свердловини; 8500, 150 — величина питомих імпульсів, Па с.
З урахуванням характеру формування зони розвантаження розроблена розрахункова схема (рис.3) і методика визначення ефективної довжини свердловини. [1] В основу визначення ефективної довжини свердловини покладено умова безпечної виїмки вугілля в межах обробленого вибухом ділянки пласта.
Важливим результатом проведеного аналізу, представленого в роботі [4] є встановлення тісного зв'язку ефективної довжини свердловини, фактичної довжини свердловини і величини зони розвантаження. Цю залежність можна описати за допомогою емпіричного вирази:
На малюнку 4 приведені графіки залежності ефективної довжини свердловини від загальної довжини при різній довжині зони розвантаження, побудовані за висловом, наведеному вище. Видно, що для кожного значення величини безпечної зони розвантаження існує деяке граничне значення довжини свердловини, вихід за яку не призводить до істотного збільшення її ефективної довжини.
Таким чином в ході даної роботи була представлена загальна характеристика шахти, а також узагальнена теоретична інформація, необхідна для розрахунку параметрів гідровзриванія в умовах АП «шахта ім. А.Ф. Засядька ». Практичні розрахунки по темі дипломної роботи можна буде отримати у керівника після захисту диплома.