|
Основными направлениями развития народного хозяйства
страны на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года в угольной
промышленности предусматривается обеспечить добычу угля в 1985 году в
количестве 770...800 млн. тонн, повысить его качество, улучшить
технико-экономические показатели работы отрасли [ I ] . Выполнение этих
задач требует эффективного использования высокопроизводительной горной
техники в сложных горногеологических условиях, интенсификации горных
работ, увеличения нагрузки на очистной забой.
Как показывает опыт работы шахт Минуглепрома УССР,
достижению высоких технико-экономических результатов работы выемочных
участков во многих случаях препятствуют трудности, связанные с
переходом лавами зон с неустойчивыми нижними слоями кровли или
геологическими нарушениями. В пределах таких зон наблюдаются частые
обрушения пород в рабочее пространство лавы, что приводит к ее простоям
и необходимости выполнения трудоемких операций по уборке породы и
креплению полостей вывалов. В этих условиях повышается аварийность
машин и механизмов на всем пути транспортирования горной массы,
ухудшаются условия безопасности, возрастает зольность добываемого угля
и, как следствие, снижаются технико-экономические показатели выемочного
участка.
Одним из наиболее эффективных мероприятий по
предотвращен нию вывалообразований в пределах таких зон является
опережающее армирование породных массивов анкерами, закрепляемыми в
шпурах вспенивающимся полиуретаном. Этот способ находит все большее
применение в практике работы угольных предприятий, отрабатывающих
пласты пологого залегания.
Вместе с тем до настоящего времени вопросы, связанные с
определением прочностных характеристик армополимерного анкера, из-
учены недостаточно, а применяемые методы расчета и
выбора параметров анкерной крепи не учитывают специфических
особенностей работы такого анкера в условиях действующего очистного
забоя.
Применение армополимернои крепи без учета названных
факторов не может дать ожидаемого результата или приведет к излишнему
расходу трудовых и материальных ресурсов, направленных на
предотвращение обрушений кровли. Этим определяется актуальность
вопросов, связанных с исследованием работы армополимернои крепи и
выбором параметров поддержания неустойчивых пород кровли в лавах
пологих пластов анкерами с полимерным закреплением.
Целью настоящей работы является установление параметров
технологии поддержания неустойчивой кровли армополимернои крепью и
закономерностей в проявлении горного давления при этом способе.
Идея работы заключается в использовании свойств
современных полиуретановых составов для целей укрепления зон слабых
боковых пород.
Автором внесено новое в решение этой проблемы:
установлены зависимости показателей деформативности
анкера с полимерным закреплением для вытягивающих и изгибающих нагрузок
от размеров стержня и упругих характеристик материалов, входящих в
систему "анкер - горная порода" и сформулировано условие разрушения
анкера по пенопласту в сложном напряженно-деформированном состоянии;
рассчитаны оптимальные значения параметров опережающей
анкерной крепи;
разработаны и внедрены практические рекомендации по
использованию научных результатов в производстве, а также установлена
область эффективного применения способа поддержания неустойчивых пород
кровли армополимернои крепью.
На защиту выносятся:
- установленные зависимости изменения показателей
деформа-
тивности анкера от размеров стержня и
физико-механических свойств скрепляющего состава;
результаты анализа влияния плотности установки
армополи-мерной крепи на поведение упрочняемого породного массива в
период от его обнажения при очистной выемке угля до подкрепления
призабойной крепью;
разработанный метод расчета оптимальных параметров
армо-полимерной крепи на основании информации о степени нарушенности
породного массива и прочности закрепления анкеров в устойчивых слоях
пород;
рекомендации по выбору параметров технологии поддержания
неустойчивых пород кровли армополимерной крепью.
Обоснованность и достоверность научных положений
подтверждена:
корректной постановкой задачи и использованием
современных методов аналитических расчетов;
широким использованием фактических данных по
опережающему армированию кровли, охватывающих представительный диапазон
горнотехнических условий в лавах пологих пластов Донбасса;
апробацией результатов исследований автором на шахтах
производственных объединений "Донецкуголь", "Макеевуголь",
"Со-ветскуголь", "Шахтерскантрацит", "Октябрьуголь", "ТорезантрацитУ
"Первомайскуголь";
промышленным внедрением результатов исследований на
шахтах Донбасса в соответствии с приказами Минуглепрома УССР № 268 от
21.05.80 г. и № 260 от 04.II.81 г.
Настоящая работа является частью общеотраслевой проблемы
по разработке и внедрению полимерных скрепляющих составов в угольной
промышленности.
Результаты работы использованы:
хозрасчетным участком по укреплению неустойчивых боковых
пород полимерньми материалами производственного
объединения "Ок-тябрьуголь" при разработке технических условий на
изготовление средств анкерования и применении способа поддержания
неустойчивых пород кровли на шахтах объединения;
Донецким научно-исследовательским угольным институтом
при разработке рекомендаций шахтам Минуглепрома УССР и Ростовской
области по предотвращению обрушений кровли и креплению лав пологого
падения в зонах с неустойчивыми боковыми породами;
шахтами производственных объединений Донецкого бассейна,
отрабатывающими пологопадающие пласты, при промышленном применении
способа поддержания неустойчивых пород кровли армополи-мерной крепью в
соответствии с рекомендациями "Руководства по поддержанию слабой кровли
в лавах анкерами, закрепляемыми вспенивающимся полиуретаном".
|
