Цели и задачи магистерской работы
Предполагаемая научная новизна
Краткое изложение результатов магистерской работы
Целью моей магистерской работы является разработка более рациональных, с точки зрения экономики, способов проведения горных выработок в выбросоопасных песчанниках
Основными задачами работы являются:
На сегодняшний день проведено множество исследований по вопросу природы выбросов пород и на основе теоретических знаний, предлагается множество способов безопасного ведения горных работ и, в частности мероприятий по уменьшению интенсивности выбросов породы.
Актуальность проблемы выбросоопасности пород для шахт в наше время обусловливается тем, что на шахтах, опасных по выбросам породы, возникают дополнительные расходы на мероприятия по прогнозу выбросоопасности и локализации выбросов. Особо остро эта проблема стоит для государственных шахт, испытывающих постоянные финансовые проблемы. Одной из таких шахт является шахта им. А.Г. Стаханова.
На ш. им. А.Г. Стаханова принято, согласно проекту, одно мероприятие по борьбе с внезапными выбросами – ведение взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания, после того, как служба прогноза установит выбросоопасность на данном этапе проведения выработки. Этот способ проведения выработок имеет широкое распространение на шахтах Донбасса. Это обусловлено его простотой и тем, что для этого не нужно проводить дополнительные исследования, расчеты. Но этот способ очень замедляет темпы проведения выработок. Предлагаемые способы делают проходку по выбросоопасным песчаникам более экономичной—снижают затраты на проведение выработок.
Для ш. им. А.Г.Стаханова впервые будут разработаны такие способы, а в частности, расчитаны все параметры, необходимые для проведения выработок по песчаникам данной шахты.
В шахтном поле шахты им. А. Г. Стаханова находятся, в частности, два наиболее выбросоопасных слоя песчаников – l1Sl2 и l2Sl3. В последнее десятилетие при ведении проходческих работ через данные слои породы количество выбросов не изменилось, а их интенсивность – уменьшилась. Преимущественно это были выбросы невысокой интенсивности. Рассмотрим один из них, произошедший 28.07.2004 г. в песчанике l2Sl3, гор. 986 м, блок №3 в вентиляционном квершлаге пластов l1-l3 интенсивностью 76,6 т, при отсутствии геологических нарушений.
а)
б)
Суть этого способа заключается в том, что взрывные работы в обоих забоях ведутся за один прием с замедлением от проектного сечения к уменьшенному. При этом соотношение сечения опережающего забоя проводимой выработки и отставание забоя от опережающего должно быть таким, чтобы отбитая при взрывании проектного забоя порода полностью перекрывала сечение опережающего забоя.
Таким образом, за счет того, что ведется опережающий забой уменьшенного сечения, появляется возможность инициировать выброс до проведения выработки проектного сечения, во-первых, меньшей интенсивностью, т.к. порода, обрушенная при взрыве забоя большего сечения, создает искусственный барьер, который принимает на себя часть давления выброса и, за счет разрыхленности породы, снижает его.
Во-вторых, с течением времени, давление на стенках образовавшейся полости от выброса будет снижаться до полного выравнивания с давлением выработки. Следовательно, снижается вероятность возникновения выброса при доведении выработки до проектного размера. С технологической точки зрения этот способ выгоднее по сравнению ведением взрывных работ в режиме сотрясательного взрывания без опережающего забоя, потому что после выброса уменьшается количество породы в забое, требуется меньшее количество времени для погрузки породы и, таким образом, увеличивается скорость проведения выработки.
Недостатком способа является то, что он применим только в случае, если прогнозируется выбросоопасность малой интенсивности.
Если же по результатам кернового бурения прогнозируется выброс средней или высокой интенсивности, то предлагается иной метод: проведение выработки уменьшенного сечения. В случае если прогноз покажет, что песчаник невыбросоопасный, следует проводить выработку методом БВР для газовых шахт.
Суть способа заключается в том, что проводится выработка сечением, меньшим проектного на 0,7 – 0,8 м от стенок к центру сечения, на всю запланированную длину. Таким образом, в случае выброса, интенсивность его будет меньшей, чем, если бы выработка велась изначально проектным сечением. Со временем, стенки выработки разгрузятся, что при дальнейшем доведении сечения до планируемого, исключает возможность выброса. Выработку уменьшенного сечения следует закреплять временной крепью.
Для такой шахты, как им. А.Г. Стаханова, постоянно испытывающей трудности с финансированием, целесообразно применять эти способы, потому что при их использовании частично уменьшатся затраты на проведение выработок.
В плане проведения проходческих работ на 2011 год на ш. им. А.Г. Стаханова намечена проходка квершлага группового уклона пласта l3, вскрывающего пласты l2 и l1. Он будет пересекать слои выбросоопасного песчаника. В связи с этим, для этой шахты рекомендуется применить для оптимизации параметров буровзрывных работ эти способы проведения выработки: с опережающим забоем уменьшенного сечения либо уменьшенным забоем на всю длину с последующим доведением сечения до проектного.
Надеемся на то, что участок песчаника окажется невысокой степени выбросоопасности, что позволит не применять способы локализации – уменьшения интенсивности выбросов.