Галоян Валерий АнатольевичФакультет: Горно-геологическийСпециальность: Строительство шахт и подземных сооруженийТема выпускной работы:Обоснование параметров невзрывной технологии строительства сопряжений горных выработок для условий ш. "Украина" ГП. СелидовугольРуководитель: доц.кафедры строительства шахт и подземных сооружений Шкуматов Александр Николаевич |
1. Приведены данные по строительству горных выработок при помощи буровзрывной технологии на шахтах Минуглепрома Украины. Предложена новая криволинейно-уступная форма проходческого забоя. Описаны результаты ее лабораторных испытаний. Проанализирована возможность использования невзрывных расширяющийся смесей для разрушения уступной части забоя. Приведены результаты практического внедрения и намечены направления дальнейших исследований.
2. Анализ состояния технологии проведения горных выработок на шахтах Украины показывает, что буровзрывная технология остается основной на долгосрочную перспективу. Об этом свидетельствуют статистические данные последних лет. Так в 2008 году на отечественных угольных шахтах возведено 445,6 км криволинейных и подготовительных выработок. При этом почти половина общего объема строительства сделано с помощью БВР. Это требует усовершенствования буровзрывной технологии возведения горных выработок путем разработки нетрадиционных решений, которые компенсируют экономические затраты. Одним из технологических факторов, которые влияют на производственные показатели, является форма проходческого забоя. При применении традиционной формы в верхней части выработки концентрируются напряжения, обусловленные формой стыкования кровли и забоя. Это увеличивает вероятность вывола породы. Поэтому необходимо разработать такую форму проходческого забоя, которая способна минимизировать возможность выволов в призабойной части выработки. Кроме этого, форма забоя должна благоприятствовать уменьшению объема ремонтных работ в сооружаемой выработке, вызванных деформированием кусками оторванной породы крепления, затягивания, трубопроводов и кабелей. Это возможно достичь путем управления дальностью разлета породы.
Поэтому разработка новых форм проходческого забоя является актуальной научной и практичной проблемой.3. Обзор современных исследований и публикации свидетельствуют о том, что влияния формы проходческого забоя на технические показатели горно-подготовительных работ уделяется мало внимания. Системная проблема влияния формы кровли на постоянное поддержание выработки рассмотрена в пунктах 3 и 4. Приведены виды крепления при плоской и криволинейной формах кровли и проанализирована технология ведения временного и постоянного крепления. Установлена зависимость смещения породы от угла скрещивания выработок. Однако, не рассматривается влияние формы самого проходческого забоя на трудоемкость работ проходческого цикла.
4. Целью работы является сокращение продолжительности и трудоемкости строительства горных выработок путем повышения кучности вывола породы и уменьшения дальности ее разлета. Идея работы лежит в предоставлении проходческому забою криволинейно-уступной формы, что благоприятствует созданию породного вывола, которых обеспечивает компактное размещение породы под забоем.
5. Для установления траектории разлета породы устанавливают вертикальную мишень (рис. 2а) из миллиметровой бумаги, закрепленную на деревянном каркасе с ножками, которые углублены в песчаный грунт взрывной камеры. Отверстия, пробитые в этой мишени отбитой породы, позволили установить траекторию ее разлета. Потом выполнили серию взрывов (по одному-два одновременно) со следующим измерение дальности и кучности разлета породы. При этом измерялась дальность ее разлета от забоя и от торца уступа. Вид модели для измерения дальности и кучности после подрывки шпуров в уступной части забоя приведен на Рис. 1.
В Украине разработано вещество НРВ-80, которая представляет собой пылеподобную смесь белого или серого цвета. Ее получают путем совместной концентрации продуктов карбоната кальция и модифицированных добавок. Полученный продукт, т.е. непосредственно осуществляемый на стенке шпура, достигает (80-120) МПа, что приводит к разрушению объекта. В России изготавливают НРС-1; в Японии вещество S-mite трех модификаций (А, В, S); в Испании - D Maxdinamit Cement. Продолжительность разрушения массива с использованием только невзрывчатых веществ, которые расширяются, составляет от 10 до 48 часов. Для сокращения процесса разрушения пород на 3-5 часов следует применять комбинированную технологию. Сначала с помощью НРС создаются предыдущее статическое напряжение в 60-90% от границы мощности материала. Потом путем подрывки шпуров осуществляется динамическое напряжение, что обеспечивает откол породы четко в площади шпуров. Расстояние между шпурами при этом увеличивается на 20-40%.
6. Предложенная форма проходческого забоя использована при разработке "Инструкции…" на шахте "Россия" ДП "Селидовуголь" и внедряется при сооружении с помощью БВР сопряжении 3-го южного штрека пласта L1 с наклонным квершлагом №2 пластов L1 - L2 на этой шахте. Направлением дальнейших исследований является установление влияния НРС на разрушение уступной части проходческого забоя предложенной формы.
7. Библиографический список:
1) Министерство угольной промышленности Украины. Информационно-аналитический отчет о развитии угольной промышленности Украины за январь-декабрь 2008 года
2) Строительство сопряжений горных выработок [Сыркин П.С., Минин В.А., Данилкин М.С., Садохин А.Н.] под общей ред. Першина В.В. - М.: ОАО "Издательство "Недра", 1997. - 324 с.
3) Данилкин М.С. О влиянии горно-геологических и горно-технических факторов на смещение боковых пород сопряжений горных выработок / М.С. Данилкин, В.И. Кочергин // Перспективы развития восточного Донбасса: сборник научных трудов - Ч.И. Шахтинский Институт ЮРГТУ. Новочеркасск 2007. - С.270-273.
4) Шкуматов А.Н. Влияние формы проходческого забоя на дальность разлета породы / А.Н. Шкуматов, О.К. Мороз, И.А. Черкасов // Разработка рудных месторождений: Научно-техн. сб-Вып. 92. - Кривой Рог: КТУ, 2008. - С. 84-88
5) Касьян Н.Н. Лабораторные исследования работы невзрывчатых разрушающих веществ при упрочнении массивов разрушенных горных пород / Н.Н. Касьян, Н.А. Овчаренко, И.Г. Сахно, Ю.А. Петренко, О.Л. Самусь // Научный вестник национального горного университета. - Днепропетровск: НГУ, 2007. - №12. - С. 50-52.
6) Кравец В.Г. Статическо-динамический метод отделения монолитов от массива / В.Г. Кравец, О.П. Толкач, К.М. Зеленская // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. научн. трудов. - Донецк: "Норд-пресс", 2008. - №14. - С. 36.
7) Кравец В.Г. Комбинированный метод создания монотрещины при отделении монолитов / В.Г. Кравец, В.В. Калюжная, О.П. Толкач, О.В. Шепитчак // Новые технологии подземного строительства и добычи полезных ископаемых: мат. междунар. научн.-техн. конф. - Алчевск: ДонГТУ, 2008. - С. 147-151
8) Шкуматов А.Н. Инструкция по совершенствованию взрывных работ при строительстве сопряжений горизонтальных и наклонных выработок на шахте "Россия" ГП "Селидовуголь" / А.Н. Шкуматов, И.А. Черкасов. - ДонНТУ - Селидовуголь, 2008. - 41 с.
9) Каталог различной технической литературы
Список Заглавной литературы
10)Способ проходки горных выработок. А.Г. Гудзь,А.Н.Щкуматов и др. (СССР)-заявл. 21.12.1987.Зарегистр. в гос. Реестре изобр. 8.09.1989
|