ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Дана робота присвячена розробці вартісних параметрів по дегазації вугільних пластів і вміщуючих порід.

Основним напрямом економічного розвитку України передбачається збільшення видобутку вугілля в ускладнюються гірничо-геологічних умовах. Тому гостро постає проблема безремонтного підтримки гірничих виробок. Більшою мірою це стосується виїмкових виробок, підтримуваних у виробленому просторі позаду лав і піддаються інтенсивним проявам гірського тиску від ведення очисних робіт. Тому розробка ефективних, безвідходних та недорогих штучних охоронних споруд, які передбачають використання мінімального обсягу рядовий породи спільно з обмежуючими елементами, є досить актуальним завданням.

1. Актуальність теми

Подальша розробка пластових родовищ корисних копалин в умовах збільшення глибини ведення гірничих робіт пов'язана з проблемою забезпечення експлуатаційного стану виїмкових виробок. У зв'язку з цим все більшого поширення знаходять схеми відпрацювання виїмкових дільниць з підтриманням підготовчих виробок слідом за очисним вибоєм, і все більше уваги приділяється розробці ефективних способів і засобів охорони підготовчих виробок. Найбільш дешевими по матеріальних витрат є способи, що передбачають використання рядовий породи. І, незважаючи на те, що є одними з найбільш трудомісткий, вони й найпоширеніші.

Мета магістерської роботи:

  1. Визначення характеру деформування порід грунту під жорсткими опорами;
  2. Встановлення зони впливу охоронного споруди на підстилають породи;
  3. Розробка конструкції жорсткого охоронного споруди, при якій сили від дії ваги верхніх порід будуть перенаправлені в сторону від виробітку.

Для вирішення поставлених завдань необхідні:

2. Основні етапи реалізації поставлених задач

При вирішенні завдань гірничої геомеханіки широке застосування отримали методи моделювання: поляризаційно-оптичний метод, відцентровий метод, метод структурних моделей, метод електроаналогій і метод моделювання з використанням еквівалентних матеріалів.

Серед цієї безлічі методів моделювання, найбільш підходить метод моделювання з використанням еквівалентних матеріалів, так як він дає можливість з найбільшою повнотою і простотою відтворювати в моделях необхідний комплекс гірничо-геологічних умов і найбільш повно задовольняє вимогам, що пред'являються до лабораторних досліджень процесів деформацій і руйнувань гірських порід при виробництві гірських робіт. Метод заснований на заміні натуральних гірських порід штучними матеріалами при дотриманні умов геометричного, кінематичного та динамічного подоб.

Геометрична подоба дотримується, якщо розміри моделі в певне число разів відрізняються від розмірів вихідної системи.

Кинематична і динамічна подоби виражаються, відповідно, завданням масштабів часу і сил.

Для дотримання механічної подоби фізико-механічні властивості матеріалу моделі повинні відповідати в певних співвідношеннях аналогічним властивостям матеріалу натури.

Моделювання складається з декількох послідовних етапів (рис. 1).

Послідовні етапи моделювання

Рисунок 1 – Послідовні етапи моделювання

Загальний вид стенда для плоского моделювання методом з використанням еквівалентних матеріалів

Рисунок 2 – Загальний вид стенда для плоского моделювання методом з використанням еквівалентних матеріалів (1 – постіль, 2 – лежень, 3 – бічна стійка, 4 – верхнє перекриття, 5 – шпильки, 6 – опалубка)

Відпрацьовувалися моделі з однією опорою для встановлення зони поширення пученія і з двома для визначення взаємного впливу поруч розташованих жорстких споруд.

Загальний вид моделі з однією опорою

Рисунок 3 – Загальний вид моделі з однією опорою

Розміри паралелепіпеда були прийняті відповідно до масштабом моделювання і становили, в перекладі на натуру: по ширині - 1,6 м, довжиною – 32м.

Для достовірності результатів моделювання нами було відпрацьовано по 5 однакових моделей. При навантаженні паралелепіпеда тиском Р = 0,04 МПа сталася втрата стійкості порід, що підстилають споруди, після чого вони кинулися в бік від опори, внаслідок чого спостерігалося пучение порід збоку від неї (рис. 4).

Пучение відбувалося у вигляді складкоутворення породних шарів грунту при їх зміщенні в площині нашарування під дією «штампа». За величиною деформування порід у боці від опори була встановлена ??величина впливу жорсткого охоронного споруди на підстилають породи і визначена величина їх пученія в розглянутих умовах.

Результати замірів по одній опорі дозволили встановити, що зона впливу жорсткого споруди становить до 2а (де а – ширина опори), причому максимальна величина обдимання склала 1,13 m (де m – потужність пласта) і була відзначена на видаленні від опори 1,2 а (рис. 4).

Характер деформування підстильний порід з моделі з однією опорою

Рисунок 4 - Характер деформування підстильний порід з моделі з однією опорою

3. Наукова новизна роботи

Дані результати дозволили встановити параметри установки жорсткого охоронного споруди, при яких можливе запобігання видавлювання порід грунту з під штампа у виробленні.

Таким чином, буде закономірним твердження, що жорстке охоронне споруда варто було б розташовувати на відстані не менше 2 ширин охоронного споруди. В цьому випадку пучение відбуватиметься в порожнині між виробленням і опорною смугою.

Висновки

Таким чином, за результатами моделювання можна зробити висновок про те, що застосування жорстких опор з компенсаційними порожнинами в слабких породах грунту ефективно і, що при правильному підборі їх параметрів можлива підтримка виробок в експлуатаційному стані. А при необхідності зведення ізолюючої стінки останню необхідно встановлювати з боку виробленого простору.

Перелік посилань

  1. Руководство по проектированию угольных шахт. Киев 1994.
  2. Ушаков К.З. Бурчаков А.С. Пучков Л.А. Медведев И.И. Аэрология горных предприятий. М., «НЕДРА», 1987. – 421 с.
  3. Черняк И. Л. Упрочнение пород в подготовительных выработках / И. Л. Черняк – М.: Недра, 1993. – 256 с.
  4. Галкин, В.В. Невзрывной способ разрушения строительных конструкций при реконструкции зданий / В.В.Галкин, А. Г. Потапов // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1983. – № 6. – С. 21–22.
  5. Заявка 57–119850, Япония, МКИ В 02 С 19/18, Е 04 С 23/08. Композиция для разрушения бетона, дорожного покрытия и т.п. / Нисихара Акио, Мива Мотому, Тада Сюити; Асахи дэнка коге к.к. № 56-5779 заявл. 16.01.81,. опубл. 26.07.82.
  6. Найданов, К.Ц. Разработка щадящих технологий добычи ювелирного и поделочного самоцветного сырья (на примере Восточной Сибири): Автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.22/ГОУ ВПО «Читинский гос. ун-т». – Чита, 2007. – 21 с.
  7. Пшеничная, Е. Г. Обоснование рациональных параметров технологии добычи гранитных блоков с применением невзрывчатых разрушающих средств: Автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.22, 25.00.20 / Магнитог. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, Магнитогорск, 2004, 20 с.
  8. Артамонов, С.М. Добыча блоков природного камня недробящим способом / С.М. Артамонов, С.Г. Агеев // Строительные материалы. 1985. – № 7. – С. 9–10.
  9. Шкуматов, О.М. Комбінована технологія розробки прохідницького вибою криволінійно-уступної форми / О.М. Шкуматов, В.А. Галоян // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: «Гірничо-геологічна». 2009. – Вип. 10. – С. 70–73.
  10. Белоконь В.Г. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР-Москва, «НЕДРА» – 1980 – 217 с.
  11. Зберовський В.В. Розвиток геотехнологій видобутку метану вугільних родовищ. Вугілля України, 2004, № 7, с. 16–18.