АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:
Разработка угольных пластов, в тяжелых горно-геологических условиях, связана со снижением производительности угледобычи и нередкому нарушению безопасности труда.
Горная геомеханика стремится рационализировать ведение горных работ как во времени, так и в пространстве, с учетом безопасного влияния техногенных и природных факторов.
Безграмотный и не профессиональный подход к планированию ведения горных работ приводит к потере экономического доминирования угольной отросли как одной из энергоресурсов страны.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ:
Одной из основных, стратегических задач горной геомеханики является поиск закономерностей изменения напряженно - деформированного состояния горных пород на больших глубинах.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА:
Современный анализ на ЭВМ позволяет активизировать работу в направлении горной геомеханики по поиску зависимостей газодинамических явлений от техногенных и природных факторов с помощью геоинформационных систем (ГИС).
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:
Применение современного анализа влияния краевых частей и угольных целиков на изменение напряженно-деформированного состояния горных пород с помощью геоинформационных систем позволяет рационализировать геомеханическую, техническую и технологическую ситуацию при разработке угольных пластов в тяжелых условиях Донбасса.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
При анализе горной документации и планов горных работ видно, что с увеличением глубины разработки до 1500 м, при возрастании горного давления, явно прослеживаются потери необходимого рабочего сечения в подготавливающих и подготовительных горных выработках, ведущих к минимизации несущей способности крепей и деформации её элементов и как следствие потери нагрузки на очистной забой в 1,2 - 2 раза.
Т. О. образование разрывных, разломных нарушений, потеря прочности вмещающих пород и угольного массива, увеличение газовыделения, выбросоопасности угля, газа и пород, выволообразование связано с повышением концентрации ведения горных работ в подрабатываемых и надрабатываемых зонах пластов отрабатываемых свитами.
Влияние целиков и краевых частей, оставленных при отработке других пластов свиты, следует рассматривать как техногенный фактор, усложняющий условия отработки пластов и требующий учета при планировании ведения очистных работ. Определяющим при анализе влияния данного техногенного фактора является возможность изменения исходных структурно - деформационных свойств массива формированием его неоднородной структуры. Процессы изменения структурно - деформационных свойств затрагивают как непосредственно структурные слои, так и в большей степени - межслоевые контакты и плоскости отдельности. В результате массив представляет собой чередование участков с более высокой и низкой структурной прочностью.
Фактическое состояние пород призабойного контура определяется суммарным влиянием: исходных структурно - деформационных свойств массива; изменением структурно - деформационных свойств массива в результате влияния целиков и краевых частей, оставленных при отработке других пластов свиты; дополнительного изменения структурно - деформационных свойств от ведения горных работ на разрабатываемом пласте при переходе участков с различающимися структурно - деформационными свойствами.
Это явление можно рассматривать как переходное состояние массива в общей динамике геомеханических процессов. Следует отметить, что периоды переходных состояний массива в геомеханических процессах в значительной мере существенно превалирует в общем периоде изменения структурно - деформационных свойств. При рассмотрении этого вопроса следует учитывать, что влияние горных работ, целиков и краевых частей соседних пластов может быть только в том случае, если расстояния по нормали между рассматриваемым пластом и соседним меньше безопасной величины надработки (подработки), а зона влияния целиков в 1,5 больше.
Структурно зоны влияния целиков угля и краевых частей смежных пластов включают в себя следующие участки:
- участки под (над) проекциями кромок, где фиксируется значительное снижение устойчивости, границ этих участков отстоят от перпендикулярной напластованию проекции кромок целика или краевой части в сторону выработанного пространства на расстояние 25...30 м, а в стороне массива под целик или краевую часть - на расстояние 15...20 м;
- участок под (над) центром целика либо под (над) кромкой краевой части, где отмечается либо ухудшение обрушаемости и эпизодическое снижение устойчивости, либо улучшение обрушаемости и повсеместное снижение устойчивости.
Проведённый анализ геомеханической и технической ситуации в условиях разработки свит пластов шахт Донбасса показывает, что повышенная концентрация горных работ приводит к осложнению технологической ситуации дальнейшей разработки пластов в зонах ПГД от краевых частей и угольных целиков.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК:
1. Управление кровлей и крепление в очистных забоях на угольных пластах с углом падения до 350 "РУКОВОДСТВО". - К: Минтопэнерго Украины, 2002 - 143.
2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, пород и газа. - М: Минуглепром СССР, 1989. - 192 с.
3. Указания по рациональному расположению, охране поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. - Л.: ВНИМИ, 1986. - 222 с.
4. Программные комплексы "НЕДРА 2D" и "НЕДРА 3D" (Статья). Мустафин М.Г.
5. Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок при безцеликовой технологии отработки угольных пластов. - Л.: ВНИМИ, 1985. - 112 с.
6. M.P.Zborschik, V.I.Chernyaev, N.N.Grischenkov, V.P.Kostin. The automated method for calculation of increased rock pressure areas under multiple undermining and upmining of coal seams // Mine geomechanics conference "Geomechanical support of mining production". - June 3-7, 1997, Nesebar, Bulgaria. - P.117-123.