CC BY
11
УДК 622.831
ВЖЗУБОВ
Горный факультет, профессор кафедры разработки месторождений подземным способом
А.А.СИДОРЕНКО
Горный факультет, аспирант кафедры разработки месторождений подземным способом
Е.В.ГЛУШЕНКОВ
Горный факультет, группа ТПП-98-1, ассистент профессора
ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО КРУТОГО ПЛАСТА
ПРИ ПОДЭТАЖНОЙ ГИДРООТБОЙКЕ
Проведен анализ причин аварийных ситуаций, связанных с динамическими обрушениями пород кровли при системе разработки с подэтаж ной гидроотбойкой на шахтах ОАО «Про-копьевскуголь». Выдвинута гипотеза о механизме опасных динамических обрушений угля и пород кровли. Сделан вывод о том, что при определении высоты подэтажа необходимо учитывать ширину зоны отжима, формирующейся у границы очистных работ. Исследовано влияние основных геологических и горно-технических факторов на параметры зоны отжима. Установлено, что наибольшее влияние на ширину зоны отжима оказывают следующие факторы: глубина ведения горных работ, мощность отрабатываемого пласта, прочность угля.
Разработаны рекомендации по определению высоты подэтажа, обеспечивающей в условиях гидрошахты «Тырганская» безопасные условия труда горнорабочих. Предложен способ отработки подэтажей с повышенной высотой. Для его осуществления рассчитывается величина зоны отжима и длина рабочей струи гидромонитора; с учетом этих параметров определяется положение зоны неразрушенного угля. Разупрочнение угольного массива в этой зоне производится для исключения зависания пачки угля путем, например, гидроразрыва или взрывания зарядов ВВ. Подсчитан экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций.
The analysis of the causes of distresses, bound with dynamic roof falls of rocks of a roof is conducted at mining method with hydraulic winning on mines JSC «Prokopievskugol». The hypothesis about the gear of dangerous dynamic roof falls of coal and rocks of a roof is pushed. Is drawn a conclusion that at definition of a height of sublevel it is necessary to allow for a course width of squeezing reshaped for border of coal-face works. Influencing the main geologic and mining-geomechanical factors on parameters of a zone of squeezing is investigated(studied). Is established, that the greatest influencing on a course width of squeezing render the following factors: mining depth, power of a fulfilled seam, strength of coal. The guidelines on definition of a height of sublevel ensuring secure working conditions of the colliers in conditions in conditions of a hydraulic mine «Tirganskaya» are designed. The way of improvement of sublevels with a heightened altitude is offered. The nature of the indicated way is encompass byed following: the value of a zone of squeezing and length of a working spray of a hydromonitor is calculated; with allowance for of these parameters the position of a zone of the not broken down coal is determined; broken of a coal massif in this zone for exception of station keeping of a member of coal by a way, for example, fluid fracturing or blasting of charges of explosive is made. The economic benefit of an intrusion of the designed guidelines is calculated.
К числу особенностей функционирования горно-добывающего предприятия в современных условиях можно отнести следующие: отсутствие государственной поддержки; жесткую конкуренцию на
внутренних и внешних рынках угольной продукции; нехватку собственных средств предприятий для реконструкции и модернизации оборудования; сложные технологические схемы отработки.
_ 71
Санкт-Петербург. 2002
путем повышения жизнеспособности шахты и конкурентоспособности ее продукции является снижение издержек производства. Цель данной работы - разработка рекомендаций по снижению издержек производства в условиях гидрошахты «Тыр-ганская» ОАО «Прокопьевскуголь».
К числу основных пластов, отрабатываемых шахтой «Тырганская», относится пласт Мощный. Угол падения пласта а = 45^80°; мощность пласта изменяется от 8 до 20 м. Система разработки с подэтажной гидроотбойкой; высота этажа 100 м, ширина выемочного поля 150 м.
Анализ состояния технологической
схемы, применяемой на шахте ская»? и структуры себестоимости показал, что реально снизить издержки можно за счет уменьшения числа подэтажных штреков, что достигается при увеличении высо-
Следует отметить, что попытки увеличения высоты подэтажа с 10 до 20 м уже предпринимались. Однако при ведении очистных работ происходили динамические обрушения пород кровли и угля, что приводило к аварийным ситуациям с групповыми несчастными случаями.
Так как высота подэтажа (20 м) значительно превышала
гидромонитора (12 м) происходили зависания пачки угля подэтажа. При
отработке
угля приводило к образованию ударной воздушной волны, которая, распространяясь по подэтажному штреку, вызывала разрушение крепи и травмирование горнорабочих, Таким образом простое увеличение высоты подэтажа, приводящее к уменьшению затрат, одновременно снижает безопасность горных работ.
аварийных ситуаций позволил выдвинуть гипотезу о механизме динамических обрушений угля и пород кровли при высоте подэтажа, большей рабочей длины струи гидромонитора.
этой гипотезе подэтаж можно разделить на зону, разрушаемую гидромонитором, зону отжима угля и зону неразрушенного массива.
Динамическое обрушение возникает в случае, если образуется зона неразрушенного угля между зоной, разрушаемой горным давлением, и зоной, разрушаемой струей гидромонитора. Чем больше ширина зоны неразрушенного угля тем выше вероятность возникновения динамических явлений
х за-
Для определения максимально допустимой по условию безопасности высоты подэтажа необходимо учитывать наличие в краевой части пласта, прилегающей к выработанному пространству, зоны отжима. При расчете ширины зоны отжима были проанализированы известные методики определе-
30-90'
Схема к гипотезе о механизме опасных динамических обрушений угля и пород кровли
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. ТЛ52
данного параметра, разработанные в
учеоных
■9*
• -д, »
шина, А.А.Борисова, К.А.Ардашева , А.П.Ши
го угля. Учет
1
высоту
экспериментальным данным наиоолее аде к
в
выполненные для условии
по данной мето-
■А
ние на ширину зоны отжима, относятся глубина горных
до
м увеличивается с 5 до 18 м; при изме
в 1
величения высоты подэтажа с 10 до 13-19 м)
динами-
ь
подэтажей с высотой большей I + Ь для исключения динамиче-
угля и породы рекоменду-
неразру-
м давлением или струей гидромонитора) пачек угля с помощью, напри-
нении мощности пласта от 10 до 20 м - с 13 мер, гидроразрыва или взрывания
а
л
¿»д ^
использовании
С учетом результатов выполненных ис- I го способа, является эффективный
1
о
угля, определению оптимальных параметров
симально допустимую высоту подэтажа, при следования
г
к*
пачек, и, следовательно, обеспечивается гидрошахты «Тырганская» позволит обес-
11
С
5
Кол ^ I +
9
Таким о
эффект
и
и
где / - длина рабочей струи гидромонитора; | гидродобычи с геомеханически обоснован-Ъ - ширина зоны эффективного отжима.
отработке
и
л
управления
6-3-7
Ардашев К.А. Совершенствование горным давлением. М.: Недра, 1967.
Широков К.А. Методические рекомендации по обоснованию параметров управления мой кровлей при щитовой системе ях шахт
труднообрушае-в услови-
учетом
добычи угля данный
гидравлическую технологию
по предвари-составит 75-120 млн руб.
отметить значи-
эффект от повышения очистных работ.
_г_ 73
Санкт-Петербург. 2002
