|
|
Автореферат магистерской работы
Анализ современных представлений о механизме деформирования массива горных пород в окрестности выемочных выработок, и в частности, на сопряжении их с очистными забоями позволяет сделать вывод о том, что горной наукой созданы достаточно надежные теоретические основы для разработки эффективных способов охраны и поддержания выемочных выработок практически в любых условиях.
Детально изучены особенности проявления опорного давления лавы, следствием которых являются повышенные деформации контура примыкающих к ней выработок. Глубоко исследован вопрос характера деформирования пород, формы и количественных параметров зоны неупругих деформаций вокруг выработок.
Разнообразие горно-геологических условий и их существенная изменчивость в пределах выемочных полей действующих очистных забоев создает значительные трудности при прогнозировании возможных проявлений горного давления в выемочных выработках. Существующие методики определения параметров проявлений горного давления, основной из которых является отраслевая методика ВНИМИ, не в полной мере позволяют учесть совместное влияние жесткостно-силовых параметров опорных конструкций и различных технологических решений по усилению основной крепи выработки при прогнозе ожидаемых в выработке смещений, что весьма важно не только на этапе выбора рациональной крепи и способа охраны, но и при выполнении проектных работ по оценке целесообразности проектирования новых шахт, горизонтов выемочных полей. Таким образом, выбранная тема является весьма актуальной для шахт осуществляющих угледобычу в сложных условиях больших глубин разработки.
Цель работы заключается в выборе рационального способа охраны интенсивно деформирующейся выемочной выработки в зоне влияния очистных работ при учете совместного влияния жесткостно-силовых параметров опорных конструкций, возводимых по бровке лавы и параметров технологических решений по усилению основной крепи выработки.
Практическая ценность. Выход угольной промышленности из сложившейся в силу целого ряда обстоятельств кризисной ситуации невозможен без существенных инвестиций в отрасль на реконструкцию действующих и строительство новых производственных мощностей, что сопряжено с необходимостью выполнения предпроектной проработки возможных вариантов бизнес-планов на базе учета основных затратных механизмов, одним из которых и является крепление, охрана и ремонт подготовительных выработок.
Основной особенностью эксплуатации подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ является, значительные смещения пород на контуре выработки, что приводит к предельным деформациям и разрушению крепи. С увеличением глубины разработки происходит качественное изменение механизма деформирования боковых пород, как на контуре, так и в окрестности очистных и подготовительных выработок. Это происходит из-за образования вокруг горной выработки зоны неупругих деформаций вследствие развития на её контуре деформационных процессов как результата реализации потенциальной энергии подработанного и надработанного массива пород. Исследования Ю.З. Заславского [1,2,3], Т. Глушко [4,5,6], И.Л.Черняка [7,8,9], К.В. Кошелева [10,11,12,13,14] показали, что размеры этой зоны для подготовительных выработок достигают трех- четырех диаметров, где под диаметром подразумевается наибольший
И.Л. Черняк отмечает, что в зависимости от соотношений предела прочности боковых пород и напряжений в массиве могут иметь место три типа деформаций [9].
При первом типе деформаций пород, характеризующийся образованием вокруг выработки зоны упруго-вязких деформаций, процесс деформирования протекает без нарушения сплошности пород и имеет затухающий характер во времени и пространстве. Когда напряжения на контуре выработки, превышающих предел длительной прочности, но меньших мгновенной прочности породы, имеет место второй тип деформаций боковых пород. Снижение прочности пород является следствием образования микротрещин на контуре выработки, способствующих дальнейшему росту неупругих деформаций. В результате чего локальные разрушения объединяются в более крупные с интенсификацией процессов деформирования и смещения пород в выработку. Но, обладая еще значительной остаточной прочностью, породы по мере удаления вглубь массива оказывают существенное сопротивление разрушению с одновременным уменьшением тангенциальных напряжений. По достижению некоторого расстояния от контура выработки, разрушение пород не происходит и в этой части массива образуется зона упруго-вязких деформаций. Со временем часть этой зоны разрушается и переходит в зону длительного разрушения пород. Наиболее неблагоприятный с точки зрения поддержания выработки третий тип деформаций имеет место, когда напряжения на контуре выработки превышают мгновенную прочность породы. При этом деформирование пород происходит вслед за проведением выработки и зона, где породы разрушаются сразу при достижении максимума интенсивности напряжений, является зоной условно-мгновенного разрушения пород. За ней следует зона упруго-вязких деформаций, в пределах которой во времени образуется участки длительного разрушения пород. Такой процесс деформирования боковых пород проявляется на глубинах 600-1000м при породах с пределом прочности на одноосное сжатие 30-100МПа. При анализе способов проведения, крепления, поддержания и охраны выемочных выработок в зоне влияния очистных работ выделим следующие способы повышения устойчивости выработки: изменение размеров и формы поперечного сечения выработки, типа и параметров крепи; расположение выработки в зоне пониженного горного давления, а также снижение напряжений в приконтурном массиве; применение различных способов и конструкций охраны впереди и позади очистного забоя; упрочнение приконтурного массива пород.
Рис1. - Анимированный рисунок процесса возведения бутовой полосы
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Заславский Ю.З. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Донецкого бассейна. М.: Недра, 1966. 180 с.
2. Заславский Ю.З., Лопухин Е.А., Дружко Е.Б., Качан И.В. Инъекционное упрочнение горных пород. М.: Недра, 1984.- 176 с.
3. Заславский Ю.З., Дружко Е.Б. Новые виды крепи горных выработок. М.: Недра, 1989. - 256 с.
4. Глушко В.Т., Широков А.З. Механика горных пород и охрана выработок. К.: Наукова думка, 1967. 153 с.
5. Глушко В.Т., Виноградов В.В. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. М.: Недра, 1982. 192 с.
6. Глушко В.Т., Гавеля С.П. Оценка напряженно-деформированного состояния массива горных пород. М.: Недра, 1986. 221 с.
7. Черняк И.Л., Ярунин С.А. Управление состоянием массива горных пород. М.: Недра, 1995. 395 с.
8. Черняк И.Л., Бурчаков Ю.И. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. М.: Недра, 1984. 304с.
9. Черняк И.Л. Повышение устойчивости подготовительных выработок. М.: Недра, 1993.
10. Кошелев К.В., Зборщик М.П. Охрана горных выработок. Донецк: ДПИ, 1978. 102 с.
11. Кошелев К.В., Петренко Ю.А., Новиков А.О. Охрана и ремонт выработок. М.: Недра, 1990. 218 с.
12. Кошелев К.В., Томасов А.Г. Поддержание, ремонт и восстановление горных выработок. М.: Недра, 1985. - 215 с.
13. Зборщик М.П., Братишко А.С., Прокофьев В.П. Выбор способов охраны и места расположения подготовительных выработок. К.: Техніка, 1970. 228 с.
14. 1978 Зборщик М.П. Охрана выработок глубоких шахт в выработанном пространстве. К.: Техніка,. 175 с.
|
E-mail: 
