Актуальность темы:Учитывая ограниченные запасы нефти и газа в Украине, можно утверждать, что уголь является основным источником энергии, и доля его в общем топливно-энергетическом балансе страны постоянно растёт. Этому способствует увеличение объёмов и эффективности добычи угля из комплексно-механизированных забоев.
Но с углублением горных работ в последнее время наблюдается ухудшение показателей шахты из-за интенсивного проявления горного давления в выработках. Наличие слабых боковых пород, небольшая мощность пластов, склонность углей к самовозгоранию, их обводнённость, а также выбросоопасность угля и породы при разработке сближенных пластов требуют научного и инженерного обоснования целого ряда таких вопросов, как подготовка шахтных полей, последовательность отработки пластов в свите, место закладки, охраны, поддержания, крепления выработок и т.д.
Традиционно сложилось так, что на шахтах Донбасса разработка сближенных пластов ведётся в границах шахтного поля раздельно в нисходящем порядке. Это объясняется частично тем, что , например, в Западном Донбассе почти отсутствуют пласты, склонные к газодинамическим явлениям, отработку которых рекомендуется вести с подработкой, т.е. с первоочередной выемкой нижнего пласта. Но встречаются горно-геологические условия (например, большая мощность или выбросоопасность верхнего в свите пласта), при которых разработка начинается не с первоочередной выемки верхнего, а как раз с первоочередной выемки нижнего пласта. Но это может привести к тому, что подработанные запасы, которые остаются (как балансовые, так и забалансовые) в дальнейшем могут быть не пригодными к отработке, т.к. во время подработки они попадают в зону ожидаемого обрушения пород междупластья.
Показателем сближенности пластов, допускающим восходящий порядок отработки пластов свиты, является отношение мощности пород междупластья к мощности подрабатываемого пласта. Этот показатель изменялся несколько раз. Теперь он равен 12-кратной мощности согласно нормативным документам. Хотя с согласия ВНИМИ он может быть уменьшен до 6-кратной, а в общем случае, учитывая особенности залегания пластов Донбасса, требует уточнения в каждом отдельном случае.
Т.о. сближенность пластов, залегание их в слабых вмещающих породах, влияние горных работ на смежных пластах обуславливают определение порядка их отработки, а также выбор места заложения и способа охраны подготовительных выработок. Решение этих и других, связанных с данной проблемой, задач требует постановки специальных исследований, результаты которых позволят снизить затраты угля, повысить устойчивость подготовительных выработок, продолжить срок службы некоторых шахт и улучшить технико-экономические показатели их работы.
Т.о. проблема выбора наиболее рациональной системы разработки при ведении горных работ на сближенных пластах не является новой, и хотя она изучается уже около 45-50 лет, но актуальна и в наше время, т.к. в сближенных пластах сосредоточено большое количество балансовых запасов угля. Данная работа объединяет накопленный опыт в одну систему, что существенно упростит подход к рассмотрению проблемы при проектировании новых очистных забоев.

Обзор существующих иссдедований:Обзор исследований показал, что большое количество работ по данной теме находится на ресурсах Донбасса, в частности на ресурсах ДонНТУ . Это различного рода статьи, монографии, публикации в газетах и журналах, ссылки на которые находятся в разделе Ссылки. Большой вклад в решение проблемы внесли В.Н. Батманов, В.Т.Давидянц, К.П.Заика, М.П.Зборщик, А.П. Килячков, В.И. Кравченко, Г.Н.Кузнецов, В.В.Назимко, В.П.Прокофьев, Я.Г.Cедула, В.Д.Слесарев, Ф.М. Циба.

Перечень нерешённых проблем: Для данных условий необходимо выбрать лучшую систему разработки, учитывая при этом целый ряд факторов: взаимное влияние угольных пластов друг на друга, проблемы выбросоопасности, самовозгорания угля и т.д. - таким образом, чтобы обеспечивалась наибольшая нагрузка на лаву и наибольшая безопасность труда.

Прикладная ценность: Данная работа может применяться как студентами для изучения теоретического материала, так и инженерами шахт в практических целях.

Опробация и внедрение работы: На данном этапе работа ещё не завершена, но будет готова к намеченным срокам, после чего будет использоваться студентами горной специальности как комплекс лабораторных работ, который поможет более наглядно изучать проблему разработки сближенных пластов. Она позволит экономить время на расчёты различных парметров систем разработки и т.о. студент сможет больше времени уделить анализу выбора той или иной системы в каждом конкретном случае.

Разработка моделей, технологий, экспериментальные исследования: При разработке технологий ведения горных работ для данной задачи не провожу экспериментов на моделях; пользуюсь уже полученными результатами и зависимостями.

Перспективы исследования: Хотя данная работа и объединит большое количество исследованного материала, всё-таки она не сможет учесть многих особенностей конкретных шахт. Поэтому, чтобы внедрить её для практических целей, необходимы доработки для каждой отдельно взятой шахты.

Содержание работы:
Первая глава работы носит общий характер. В ней описываются горно-геологические условия залегания пластов угля в Донбассе: их мощности, углы падения, глубина их залегания, выбросоопасность, склонность к самовозгоранию, а также описаны литологические составы вмещающих пород, расположение марок углей по районам Донбасса и т.д.
Во второй главе речь идёт о влиянии сближенности пластов на подготовительные выработки: влияние под- и надработки, меры по предотвращению больших сдвижений контуров выработок, способы их охраны.
В третьей главе описывается системы разработки сближенных пластов совместно и раздельно. Выбор наиболее рациональной системы с учётом горно-геолгических и технических факторов.
В четвёртой - порядок группирования выработок при совместной и раздельной разработке весьма сближенных пластов.
Пятая глава представляет собой программу, с помощью которой при заданных условиях можно определять лучшую с точки зрения технологии и геологии систему разработки и целесообразность группирования выработок. Эта программа и является целью данной работы. Недостатком её является то, что она не учитывает затраты на проведение выработок, их поддержание и т.д. при выборе системы разработки.

Ниже представлены этапы построения границ зон защитного действия вкрест простирания при выемке лавами по простиранию.

Здесь с помощью JavaScript Вы можете расчитать количество воздуха, подаваемого в лаву.

Литература

1. Д.В.Дорохов, В.И.Сивохин, И.С.Костюк и др. "Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых": Учеб. для вузов/ Под общ. ред. Д.В.Дорохова. - Донецк: ДонГТУ, 1997 - 344стр.: ил.
2. М.П. Зборщик, А.С.Братишко, В.П.Прокофьев "Выбор способов охраны и места расположения подготовительных выработок", "Техніка", 1970, 228 стр.
3. К.В.Кошелев, М.П.Зборщик "Охрана горных выработок" (учебное пособие), Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политечнический Институт, Донецк, 1978, стр 84-89.
4. М.П.Зборщик, В.В.Назимко "Охрана выработок глубоких шахт в зонах разгрузки". - К.: Техніка, 1991. - 248 стр.
5. E. Westman, J. Luo, C. Haycocks and M. Karmis - Department of Mining and Minerals Engineering Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg, Virginia U.S.A. 24061-0239 Ground Control Criteria For Coal Reserve Optimization In Multi-Seam Longwall Mines
6. S. K. Singh & P. R. Sheorey Underground Mining: Challenges and Solutions in Subsidence Perspective