CC BY
17
АЛ,мм
Рис. 5. Изменение конвергенции кровли и почвы камер в зависимости от ширины камеры________________________
Рис. 6. Зоны возможного обрушения кровли при ширине камер, м: 1-1;2-2,5;3-3,5;4-5,5________________________________
исследуемой области слоистого массива с угольным пластом, камерами разной ширины и зонами возможного обрушения пород кровли. Как видно из рис. 6, увеличение размера камеры приводит к увеличению размера зоны возможного обрушения кровли. Согласно расчетам в принятых условиях при ширине камеры 5,5 м площадь зоны обрушения пород примерно равна площади поперечного сечения камеры
Выводы.
1. Краевые зоны целиков шириной менее 9 м испытывают
критические нагрузки с нарушением целостности, что влечет как нарушение их устойчивости, так и возможность автономного поддержания процесса подземного горения при обрушении кровли.
2. Нарушенная горным давлением ширина краевой зоны целика не составляет 10-15 см.
3. Максимальные растягивающие вертикальные деформации целика увеличиваются при уменьшении толщины непосредственной кровли от 2,5 до 1 м, не достигая критических значений; превышение критических значе-
ний ожидается при ширине камер более10-12 м.
4. Конвергенция пород растет по линейной зависимости с увеличением ширины выемочных камер в диапазоне их ширины от
1 до 7-9 м.
5. Для сохранения огневого пространства (камеры) ее пролет рекомендуется принимать (при данных механических свойствах пород) 10-12 м.
6. Сохранную ширину целика рекомендуется принимать с учетом явления отжима равной 5-7 м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ержанов Ж С., Сагинов Л. С., Векслер Ю.Л. Расчет устойчивости горных выработок, подверженных большим деформациям. Алма-Ата, Наука, 1973.
2. Васючков Ю.Ф, Брагин Е.П, Сидоров К.Е. Устойчивость угольного пласта при изменении глубины примене-
ния скважинной технологии. - М.: Изд-во МГГУ, ГИАБ, 1998, вып. 4, с. 93-101.
3. Васючков Ю.Ф, Брагин Е.П. Численное моделирова-
ние задач геотехнологии при разработке угольных месторождений. Учебное пособие. - М.: Изд-во МГГУ, 2000, 128 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------
Васючков Ю. Ф. - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет. Васючков М. Ю. - аспирант, горный инженер, Московский государственный горный университет.
© А.Н. Аомрачев, 2002
УАК 622.274
А.Н. Аомрачев
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ УГЛЕНОСНЫХ СКЛААЧАТЫХ СТРУКТУР СО СЛОЖНЫМИ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ
Несмотря на серьезные изменения во внешних условиях функционирования угольной отрасли порядок освоения запасов и создания связанной с ним административной и технологической структуры шахт, холдингов, ассоциаций, по прежнему остается неизменным. В основе этого порядка лежит понятие шахта и соответствую-
щая часть запасов, предназначенная для отработки одной шахтой - шахтное поле. Таким образом, только отдельному предприятию ставятся в однозначное соответствие часть запасов, технические средства, материальные, людские, денежные ресурсы и т.д. Организационные структуры более высокого уровня - компании, холдинги, ассоциации -представляют собой множества шахт и обслуживающих предприятий, объединенных между собой административными связями, которые не всегда могут достаточно эффективно использоваться для передачи материальных, финансовых и информационных потоков. Кроме того, достаточно сложно установить взаимнооднозначное соответствие между административноорганизационной структурой и геологической структурой месторождения полезного ископаемого, между административно-организационной структурой и множеством применяемых технологий и технических средств, между административно -органи -зационной структурой и субъектами экономико-геологического районирования. Все вышеизложенное ведет к:
• усложнению распределения ресурсов в пределах компании;
• затруднениям при проведении единой технической политики, обмене производственным опытом, подготовке высококвалифицированных кадров заданной специализации;
• неоправданному росту накладных и управленческих расходов, вызванных, в том числе, и несовершенством структуры управления;
• сложностям при взаимодействии с территориальными органами государственной власти и контролирующих организаций (ГГТН РФ и др.).
По мнению автора, наиболее перспективна изначальная по-
становка в соответствие административной структуре (угольной компании, ассоциации, тресту, объединению) крупной геологической структуры, с размерами, соответствующими шахтному полю или превышающими его. Одним из примеров может служить Байдаевская брахисинклиналь в Кузбассе, отработка которой до 90-х годов велась двумя объединениями- «Южкузбассуголь» и «Гидроуголь» с использованием трех базовых технологий: гидравлической, механогидравличе-ской в коротких и длинных забоях и традиционной комплексномеханизированной в длинных забоях. В настоящее время запасы этой структуры отрабатываются компанией «Кузнецкуголь» по единой технологии- длинные комплексно-механизированные забои и ведутся работы по созданию интегрального подземного технологического комплекса на базе шахт «Абашевская», «Зы-ряновская» и «Юбилейная». Однако те возможности, которые предоставлялись при изначальном освоении Байдаевской брахи-синклинали как единого объекта горных работ, уже не могут быть реализованы в полной мере. Практически аналогичная ситуация складывается в настоящее время при освоении складчатых структур Ерунаковского района Кузбасса.
Исходя из вышеизложенного, предлагается следующий подход к освоению угленосных складчатых структур:
• базовым объектом системы развития горных работ становится складчатая структура, запасы которой закрепляются за угольной компанией на основе действующего законодательства РФ;
• складчатая структура подразделяется на отдельные технологические участки, основными критериями выделения запасов в которые является отсутствие изменчивости горно-геологичес-
ких и горнотехнических условий;
• технологические участки отрабатываются мобильными горнодобывающими предприятиями с временными поверхностными комплексами при максимальном использовании схем «шахта-пласт» и «шахта-лава»;
• комплексное освоение складчатой структуры позволяет решить проблему резервирования очистного фронта за счет создания резервных забоев с малой капиталоемкостью на неблагоприятных по горно-геологическим условиям участках с использованием коротких КМЗ и высоконапорной гидроотбойки, объединенных в единую адаптивную многовариантную технологию.
В качестве альтернативного подхода рассмотрен вариант по формированию «здорового ядра» ЗАО УК «Южкузбассуголь» из предприятий компании, добывающих коксующийся уголь и производственной системы «Шахтоуправление Антоновское». В это ядро предполагается объединить шахты «Абашевская», «Аларда» (Алардинский район), «Есаульская», «Осинниковская», «Томская», «Юбилейная», «Тайжи-на», «Ульяновская». Результаты расчета рентабельности для варианта ЗАО УК «Южкузбас-суголь» приведены в таблице.
Рентабельность освоения угленосных складчатых структур с использованием пространственно-планировочных решений, предлагаемых автором, составит:
• Байдаевская брахисинклиналь - 28-36%;
• Алардинская синклиналь -37-43%;
• Антоновско-Есаульская синклиналь - 61 - 62,75%;
• Ульяновская синклиналь -102,0%.
Таким образом, наиболее предпочтительным является освоение угленосных складчатых структур как единого объекта производственной деятельности на основе адаптивной многовариантной технологии. Выводы.
1. Традиционный подход к формированию горно-техноло-гических и административных структур угольной промышленности начи-
РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ РАБОТЫ ПРЕАПРИЯТИЙ ЗАО УК ^ЮЖКУЗБАССУГОЛЬ», ОБЪЕДИНЕННЫХ В ЕАИНУЮ ПРОИЗВОДСТВЕННУЮ СИСТЕМУ ПО ТЕРРИТОРИАЛЬНО-АДМИНИСТРАТИВНОМУ ПРИЗНАКУ
Варианты развития Рентабельность, %
2001 2002 2003 2004 2005
Без шахтоуправления «Антоновское» 10,2 21,62 23,13 23,38 23,91
С включением предприятий шахтоуправления «Антоновское» 25,35 36,48 37,65 37,87 38,37
нает сдерживать как внедрение современных высокопроизводительных мехкомплексов, так и разработку и адаптацию технологических и пространственнопланировочных решений по отработке нетехнологичных для длинных КМЗ запасов угля.
2. Привязка угольных компаний и входящих в их состав административных единиц к определенным геологическим структурам позволяет упростить систему управления, создать условия для проведения единой технической политики, повышения мобильности людских, матери -
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Домрачев А.Н. — кандидат техни
ально-технических, финансовых и информационных ресурсов.
3. Наличие в пределах геологической структуры технологических участков с различными (в том числе и неблагоприятными для длинных КМЗ) горно-геологическими условиями создает возможности для резервирования фронта высоконагруженных КМЗ за счет создания некапиталоемких резервных забоев на неблагоприятных по горно-геологическим условиям участках.
4. Новый подход к формированию горно-технологических и административных структур угольной промышленности соз-
наук, доцент кафедры РПМ СибГНУ.
дает условия для внедрения наукоемких прорывных технологий по всему спектру горногеологических и горнотехнических условий юга Кузбасса и всего бассейна в целом.
5. Поэтапная системная разработка геологической структуры мобильными предприятиями, входящими в состав единой угольной компании, создает все условия для формирования натурно-модельного комплекса и принятия оптимальных технологических и пространственнопланировочных решений на основе принципов многовариантности.
© А.В. Кишинский, 2002
УАК 622.26
А.В. Кишинский
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖАНИЯ И ОХРАНЫ ПОВТОРНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
Иоведении горных вырабо-окружающем массиве про-1т перераспределение напряжений, при котором интенсивность напряжений в стенках выработки становится намного больше, чем в ненарушенном массиве. Вокруг выработки формируется зона неупругих деформаций. В зоне неупругих деформаций могут происходить различные деформационные процессы, приводящие к смещению контура горной выработки.
При деформации пород могут возникать упругие, упруговязкие, упруговязкопластичные деформации и разрушения пород критерием для наступления каждого из деформационных процессов могут служить предел уп-
ругости, предел длительной прочности и прочность пород при мгновенном приложении нагрузки. В зависимости от соотношения прочности и напряжений в массиве различают три типа деформации пород. (по И.П. Черняку).
I тип - устойчивые, смещения на контуре не превышают 50 мм.
II тип - средней устойчивости, смещения на контуре изменяются от 50 до 200 мм.
III тип - неустойчивые, когда напряжение на контуре выработки превышает мгновенную прочность породы, разрушение пород начинаются вслед за проведением выработки. Смещение контура в следствии разрушение породы, обычно превышают 200 мм.
Разрушение пород начинается при превышении деформациями предельных значений. Сравнение этой величины с деформациями, измеренными с помощью глубинных реперых станций, дает возможность относить слои пород к разрушенным или подверженным лишь упруговязким деформациям.
Критерием состояния массива пород в зоне их разрушения служит коэффициент расширения, он зависит от состава и структуры пород. Средний коэффициент расширения пород в зоне разрушения составляет 1,110. Размер зоны неупругих деформаций составляет 4,5 м, а зона разрушенных пород-3,2 м.
При значительной глубине горных работ 700-1000 м большое число выработок по характеру деформации массива относятся к третьему типу.
Максимальное значение скорости смещений при этом наблюдается вблизи подготовительного забоя выработки, в среднем 9-10 м от забоя подготовительной выработки. Характерной особенностью является опускание пород
