CC BY
100
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/ Том 7, №3 (2015) http ://naukovedenie. ru/index.php?p=vol7-3 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/13TVN315.pdf DOI: 10.15862/13TVN315 (http://dx.doi.org/10.15862/13TVN315)
УДК 622.281.74
Солодянкин Александр Викторович1
Государственный ВУЗ «Национальный горный университет»
Украина, Днепропетровск2 Профессор кафедры строительства, геотехники и геомеханики
Доктор технических наук E-mail: [email protected]
Мартовицкий Артур Владимирович
ООО «ДТЭК Энерго» Украина, Павлоград Заместитель директора по добыче угля Доктор технических наук E-mail: [email protected]
Смирнов Андрей Викторович
ООО «ДТЭК Энерго» Украина, Павлоград Директор по добыче угля Кандидат политических наук E-mail: [email protected]
Обоснование эффективных решений по поддержанию протяженных выработок на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» на основе оценки геомеханических условий
1 http://bg. nmu. org.ua/ru/sgm_profSolodj ankin.php
2 49005, Украина, г. Днепропетровск, пр. Карла Маркса, 19
Аннотация. Целью исследований, представленных в статье, является обоснование эффективных направлений повышения устойчивости протяженных выработок шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» на основе результатов комплексного анализа существующего их состояния, данных об объемах и видах ремонтных работ и оценки степени сложности условий разработки угольных пластов региона Западного Донбасса. Результатами исследований являются: обобщенные показатели ремонтных работ по шахтам производственного объединения и отдельным группам выработок; расчетные значения затрат на сооружение и поддержание протяженных выработок; выделенная группа шахт, отнесенная к категории «больших» глубин разработки; методика экспертной оценки состояния выработок шахт; зависимости протяженности выработок с неудовлетворительным состоянием от показателя условий разработки, полученные по результатам аналитических расчетов и экспертной оценки; направления повышения устойчивости протяженных выработок шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь». Получены зависимости протяженности выработок с неудовлетворительным состоянием от показателя условий разработки для рассматриваемых сложных условий шахт Западного Донбасса; разработана новая методика оценки состояния выработок и условий разработки угольных пластов. Полученные зависимости позволяют на стадии проектирования определять возможные затраты на ремонт и поддержание выработок в эксплуатационном состоянии. Обоснованы эффективные для рассматриваемых горно-геологических условий направления совершенствования крепей и способов повышения устойчивости протяженных выработок. Определены технические и организационные мероприятия для решения проблемы обеспечения длительной устойчивости комплекса протяженных выработок в сложных условиях шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь».
Ключевые слова: протяженные выработки; показатель устойчивости; глубокая шахта; затраты на поддержание; способы поддержания.
Ссылка для цитирования этой статьи:
Солодянкин А.В., Мартовицкий А.В., Смирнов А.В. Обоснование эффективных решений по поддержанию протяженных выработок на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» на основе оценки геомеханических условий // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №3 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/13TVN315.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/13TVN315
Публичное Акционерное Общество «ДТЭК Павлоградуголь» является мощным современным объединением, которое ориентируется на интенсивный путь развития и повышения объемов добычи угля на базе новейших техники и технологий.
Принятый курс на интенсификацию горных работ на шахтах Западного Донбасса требует реализации комплекса мероприятий, обеспечивающих надежное и эффективное выполнение всех операций технологического цикла. К числу главных направлений повышения эффективности горных работ относится обеспечение устойчивости протяженных выработок, оптимизация затрат на их сооружение и поддержание, основанная на выборе систем крепления и охраны, отвечающих конкретным геомеханическим условиям шахт.
Таким образом, целью статьи является обоснование эффективных направлений повышения устойчивости протяженных выработок шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» на основе результатов комплексного анализа существующего их состояния, данных об объемах и видах ремонтных работ и оценки степени сложности условий разработки угольных пластов региона Западного Донбасса.
Первый этап намеченных комплексных исследований заключался в проведении визуального обследования выработок, характерных для каждой отдельной шахты объединения.
Как показало обследование, выработки удается поддерживать в удовлетворительном состоянии благодаря регулярному проведению ремонтных работ. Влияние горного давления в достаточной, но не в полной мере, компенсируется крепью. Повышенным горным давлением обусловлена различная степень деформаций пород и крепи выработок. В течение времени эксплуатации многие из обследованных магистральных выработок были перекреплены из-за потери сечения и неудовлетворительного состояния крепи (рис. 1).
Преобладающим видом деформации пород в магистральных выработках практически всех шахт является: вертикальная и горизонтальная конвергенция; потеря симметрии рамной крепи; деформирование стоек крепи; деформации и разрушение затяжки; пучение пород почвы различной интенсивности, что является причиной уменьшения сечения выработки до неудовлетворительного состояния, нарушения рельсового пути. На шахтах «Степная», им. Героев космоса, «Западно-Донбасская» на значительных участках выработок неоднократно выполняется подрывка почвы комбайном. Величина вертикальной конвергенции в выработках этих шахт достигает 1...1,5 метра. Имеют место прогибы пород в выработку со смятием и надвигом слоев, а также вывалы пород кровли высотой до 1 м. Характерным является «выполаживание» верхняка, порывы нижних замков, образование характерных «ртов» без заметного проскальзывания элементов крепи.
Обследование подготовительных (лавных) выработок показало, что их поддержание связано с еще большими трудностями вследствие влияния очистных работ. За время эксплуатации участки подготовительных выработок неоднократно перекрепляются. Подрывка пород почвы является основным видом ремонтных работ в выработках шахт «Самарская», «Западно-Донбасская», им. Сташкова. На шахте им. Героев космоса подрывка почвы в штреках осуществляется дважды: непосредственно после проходки и при выполнении работ по отработке лавы.
30 % 25 20 15 10 5 0
Вне ПБ в сечении (всего)
Вне ПБ по профилю пути
ЕТерновская
Павлоградская
ш им.Героев
космоса О Благодатная
Степная
^ Юбилейная
Рис. 1. Доля действующих вскрывающих и подготавливающих выработок, закрепленных металлом, не отвечающих требованиям правил безопасности
Следует отметить, что деформации крепи в ряде случаев обусловлены несоблюдением технологии проведения и крепления выработок. В первую очередь это относится к качеству установки анкеров. При установке рам крепи факторами, снижающими работоспособность крепи в условиях повышенного горного давления являются: отсутствие забутовки и расклинки рам крепи; отсутствие подпятников; межрамных стяжек, нарушение комплектности замковых соединений.
Основные виды ремонтных работ в протяженных выработках большинства шахт связаны с рихтовкой пути и подрывкой пород почвы. В целом по ПАО на долю работ по рихтовке приходится 66% от всего объема ремонтов, на подрывку - 30%. Большая часть работ по рихтовке приходится на магистральные выработки (82%), тогда как в участковых 77% от всех ремонтов приходится на работы по подрывке. Работы по перекреплению в целом по ПАО не превышают 4%.
Выбор конкретного способа повышения устойчивости выработки, величина дополнительных затрат на их сооружение и, соответственно, эффективность вложенных средств зависит от степени сложности геомеханических условий разработки на конкретной шахте, которые, как показали шахтные исследования, существенно отличаются в пределах рассматриваемого угледобывающего района.
Второй этап исследований заключался в обосновании критерия оценки степени сложности условий разработки на шахтах угольного объединения.
Одним из важных вопросов на этом этапе является установление границы ведения горных работ, когда возникают серьезные проблемы при проведении и поддержании выработок. В технической литературе часто используют термин «большая глубина», то есть такая глубина расположения выработок, ниже которой поведение породного массива существенно изменяется, а обеспечение эксплуатационного состояния выработок требует проведения специальных мероприятий. Это обстоятельство приводит к значительному увеличению затрат, связанных с поддержанием и ремонтом выработок.
Понятие «большая глубина разработки» или «глубокая шахта» не подразумевает какой-либо конкретной глубины. В [1] в качестве определяющего фактора для установления «больших глубин» рассматривается уровень напряженного состояния породного массива. В соответствии с предложенным расчетным критерием, граница «больших глубин» для Донецкого и Кизеловского бассейнов составляет 600...800 м, для Кузнецкого и Печорского -400.. .500 м, для осушенных районов Мосбасса - 50.60 м. Более того, как указывается в этой же работе, заключение о том, является ли данная глубина «большой», «средней» или «малой»,
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №3 (май - июнь 2015)
http://naukovedenie.ru [email protected]
должно выполняться индивидуально для определенной выработки, вмещающих пород и конкретных условий эксплуатации выработки.
Ряд исследователей [2,3,4 и др.] рекомендуют для определения границы «больших глубин» использовать не конкретный показатель (например, глубина или затраты на поддержание), а какой-либо безразмерный параметр или качественную характеристику состояния породного массива. Так, в [5] «большая глубина» характеризуется возникновением зоны пластических деформаций, которая, в свою очередь, определяется сочетанием таких факторов, как глубина, прочность горных пород, смещения на контуре, реакция крепи.
Деформационный процесс, как критерий для отнесения выработок к категории «глубоких», рекомендуется принимать определяющим и в работе [6].
Наиболее приемлемым и достаточно аргументированным для оценки степени сложности условий разработки, является эмпирический комплексный показатель, предложенный Ю.З. Заславским:
К = уН/Rc, (1)
где у - объемный вес пород, Н - глубина разработки, Rc - прочность породного массива на одноосное сжатие.
Рассматриваемый критерий объединяет в себе такие основные показатели массива пород, как его прочность и уровень напряжений, действующих в нем. По своей физической сущности параметр уН/Rc наиболее точно отражает состояние породного массива в конкретных геомеханических условиях, вытекает из решения соответствующих упругопластических задач [7] и позволяет классифицировать породный массив по степени его устойчивости.
Поэтому более показательным является анализ и соотнесение качественных и количественных характеристик деформационных процессов в выработках с величиной уН/Rc. Далее будет использоваться величина обратная показателю Ю.З. Заславского - комплексный показатель условий разработки:
в = Rckc/yH, (2)
где прочность массива принимается с учетом коэффициента структурного ослабления
- kc.
Обобщения и результаты ряда исследований [8-10] показывают хорошую функциональную связь параметра в с размерами зоны разрушенных и деформированных пород - зоны неупругих деформаций (ЗНД), частотой вывалов, величиной пучения пород почвы, а также с величиной затрат на строительство и поддержание выработок.
Как было установлено в [11], границей больших глубин разработки для выработок, расположенных вне зоны влияния очистных работ, является величина комплексного показателя условий разработки в = Rckc/yH = 1,0.
Общая стоимость протяженной выработки может быть представлена как совокупность капитальных затрат на сооружение выработки - Зкап и затрат на ее поддержание и ремонт -Зт. При этом при сооружении и эксплуатации выработки следует стремиться к тому, чтобы эта совокупность затрат была минимальной, т.е.:
Z 3 =Зап + З»^ min , (3)
Очевидно, что обеспечить условия (3) можно, управляя входящими в выражение параметрами Зкап и Зт. Кроме того, следует заметить, что Зт = f (Зкап).
В качестве основного параметра, определяющего состояние выработки в произвольном сечении, может быть принято отношение несущей способности крепи к действующей нагрузке - коэффициент устойчивости Ку = Рн / Рд. В любой момент времени в выработке по длине можно выделить участки двух типов.
К первому типу относятся такие, в пределах которых Ку больше единицы. Здесь устойчивость выработки на данный момент можно считать обеспеченной.
Второй тип - это участки, на которых действующая нагрузка превышает предельно допустимую величину (Ку < 1). Устойчивость выработки здесь не обеспечивается, в пределах участка могут иметь место разрушения крепи. Распределение коэффициента Ку по длине выработки носит случайный характер [8].
Участки выработки, соответствующие значениям Ку < 1, требуют выполнения
ремонтных работ. Отношение суммарной длины не требующих ремонта участков $ к полной длине выработки £ - параметр, характеризующий в интегральном смысле состояние выработки в целом
называется показателем устойчивости. Величина т изменяется в от 0 до 1. Выработка обладает полной устойчивостью при т = 1 или полностью разрушена при т = 0.
Длительная устойчивость протяженной выработки зависит от множества факторов, каждый из которых в конкретных условиях эксплуатации вносит определенный вклад. Тем не менее, в целом ряде случаев можно оценивать состояние выработки по какому-либо одному, комплексному параметру.
Таким комплексным, интегральным показателем, который характеризует воздействие внешних факторов на поведение системы «вмещающий массив-обнажение-крепь», может служить смещение контура выработки.
Как отмечается в [8], абсолютная величина смещений на контуре определяет параметры крепи, нагрузку и развитие зоны неупругих деформаций. Кроме того, интенсивность смещений контура указывает на характер проявления горного давления во времени в зависимости от различных факторов.
По мере развития деформационных процессов вокруг выработки, развивающиеся смещения приводят к деформациям крепи. В силу того, что коэффициент устойчивости вдоль выработки Ку носит случайный характер, в определенных сечениях выработки его величина будет снижаться, вызывать разрушение элементов крепи (Ку < 1) и выходу из строя некоторых участков выработки.
В работе [11] установлена связь между показателем устойчивости выработки и смещениями контура выработки т(Т) = Д(и), представленная на рис. 2.
(4)
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
и=У/Ро
0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14
Рис. 2. Зависимость изменения показателя устойчивости выработки ю от смещений
контура выработки и
Очевидно, что смещения контура выработки будут определять эксплуатационное состояние крепи и выработки в целом. Значительные смещения породного контура приведут к снижению устойчивости выработки и увеличению затрат на их подержание. Поэтому повышение устойчивости выработок должно быть основано, главным образом, на применении способов и средств, направленных на снижение смещений породного контура и деформаций приконтурного массива пород.
В условиях, когда породы почвы склонны к пучению, наиболее чувствительным элементом сечения выработки является рельсовый путь, что приводит к необходимости проведения ремонтных работ - подрывки или рихтовки пути уже при величине пучения пород в пределах 20...30 см. При этом довольно часто крепь выработки находится в рабочем состоянии. Кроме того, уменьшение паспортного сечения выработки приводит к нарушению режима вентиляции, водоотлива и, в целом, ухудшает условия безопасного ведения работ.
Для более полного отражения состояния выработки, в работе [12] предложено оценивать устойчивость выработки не только по состоянию крепи (юк), но и по состоянию пород почвы - Юп, определяемой аналогично (4).
Количественно комплексный показатель устойчивости выработки определяется по формуле:
К =
10
(5)
В табл. 1 сопоставлены различные показатели и критерии, характеризующие устойчивость породных обнажений и состояние выработки. Данные первых трех колонок взяты из нормативных документов [13,14].
Таблица 1
Категории пород по устойчивости и параметры состояния выработки
Категория пород по устойчивости Смещения контура выработки, мм уИ ю
1 2 3 4 5
Устойчивые До 50 Более 1,67 0,95-1,0 4,0-5,0
Среднеустойчивые 50-200 1,0-1,67 0,8-0,95 3,0-4,0
Неустойчивые 200-500 0,67-1,0 0,5-0,8 2,0-3,0
Сильно неустойчивые Свыше 500 Менее 0,67 Ниже 0,5 1,0-2,0
Для оценки геомеханических условий шахт по показателю в принята средняя прочность вмещающих пород (аргиллиты, алевролиты) Ко = 20 МПа, коэффициент структурного ослабления, в соответствии с рекомендациями Б.М. Усаченко ко = 0,3 [15], объемный вес горных пород у = 2600 кг/м3, средняя глубина разработки на шахтах приведена в табл. 2.
Расчетные значения показывают, что по величине показателя условий разработки в < 1,0 все шахты на сегодняшний день, за исключением «Самарской», «Терновской» и «Павлоградской», относятся к категории «больших глубин». При этом следует отметить шахты, условия поддержания на которых относятся к наиболее тяжелым - им. Героев космоса, «Степная», «Юбилейная» и «Западно-Донбасская».
Показатель условий разработки на этих шахтах составляет в < 0,67 (рис. 3), что, в соответствии с данными табл. 1, соответствует категории сильно неустойчивых пород.
Самый большой объем выработок не соответствующий требованиям ПБ соответствует шахтам показатель условий разработки на которых наименьший - им. Героев космоса и «Западно-Донбасская». Наименьший объем таких выработок на шахтах с наиболее благоприятными условиями - «Самарская» и «Павлоградская». На рис. 4 приведены данные о протяженности выработок, не удовлетворяющих правилам ПБ и требующих ремонта.
Таблица 2 Средняя глубина разработки на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь»
Шахта Глубина, м
«Терновская» 216
«Павлоградская» 230
им. Героев космоса 424
«Благодатная» 331
«Степная» 400
«Юбилейная» 368
«Самарская» 195
«Днепровская» 290
«Западно-Донбасская» 567
им. Сташкова 343
1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
в
в =
00* # ,
0
Р
10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
Рис. 3. Величина показателя условий разработки в по шахтам ПАО «ДТЭК Павлоградугол ь »
Рис. 4. Доля выработок не удовлетворяющих требованиям ПБ по шахтам ПАО «ДТЭК Павлоградугол ь »
Установлено, что существует функциональная связь между показателем условий разработки в и состоянием выработок Р (рис. 5):
Р = 2.56
-1.25
(6)
где Р - доля выработок не удовлетворяющих требованиям Правил безопасности (в %), от общей протяженности поддерживаемых.
Полученная зависимость может являться основой для прогноза объемов выработок, требующих ремонта и, соответственно, затрат на их поддержание
Р, % 10.00
9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
5 Зап.-Дон басская
\ о и л. Героев (осмоса
•
Степная ^^ Бла одатная О Терн эвская
• • • Днепровс кая
Юбилей ая |
Павло! радская • Самарская
в
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.4
Рис. 5. Зависимость протяженности выработок не удовлетворяющих требованиям ПБ от
показателя условий разработки в
1
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №3 (май - июнь 2015)
http://naukovedenie.ru [email protected]
С целью обоснованной оценки величины затрат на выполнение ремонтных работ был выполнен расчет их усредненной сметной стоимости для рассматриваемых условий шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь».
Расчет сметной стоимости ремонтных работ выполнялся с применением пакета программ «Строительные Технологии - СМЕТА» © «Computer Logic Group».
Оценка проводилась для конвейерных (площадь сечения выработки в проходке S = 16,5 м2, крепь КШПУ-М-14,4) и вентиляционных (площадь сечения выработки в проходке S = 13,5 м2, крепь КШПУ-М-11,7) штреков.
Общая сумма ориентировочных затрат на выполнение ремонтных работ в протяженных выработках на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» составит:
• минимальная - $6 308;
• максимальная - $14 716.
С учетом того, что основным видом ремонтов в подготовительных выработках является подрывка почвы, а стоимость подрывки 1 п.м. выработки для указанных условий (КШПУ-11,7) составит от $0,15 до $0,416, уровень эксплуатационных затрат для данной группы составит:
• от Зт = $15 052
• до Зт = $43 330.
Здесь учтено, что в выработках выполняются только работы по подрывке, без рихтовки и перекрепления, в течение только восьми месяцев (промежуток времени, в течение которого проводился сбор и анализ статистической информации по шахтам) эксплуатации под влиянием очистных работ.
Таким образом, общая ожидаемая стоимость таких выработок с учетом величин Зкап и За>, составит:
от X З = $39 316
до X З = $67 595.
Полученные суммы затрат на поддержание протяженных выработок показывает, что для ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» перспективным направлением является обоснование и внедрение способов повышения устойчивости выработок, применяемых на стадии строительства, что в дальнейшем позволит получить существенную экономию средств, связанных с выполнением ремонтных работ.
Специфические горно-геологические условия залегания угольных пластов предопределили масштабные исследования в Западно-Донбасском регионе. С начала освоения месторождения в качестве способов повышения устойчивости выработок применялись в разных объемах в качестве основных и вспомогательных мероприятий: замкнутые конструкции металлических крепей, инъекционное упрочнение массива горных пород вяжущими материалами, тампонаж закрепного пространства, анкерная и рамно-анкерная крепь, новые конструкции металлических крепей, а также комбинированные крепи. Анализ опыта их применения позволил выделить следующие наиболее эффективные из них:
• тампонаж закрепного пространства и приконтурного массива пород;
• обеспечение плотного контакта крепи с породным контуром;
• применение комбинированных крепей АНТ, использующих несущую способность приконтурного массива пород;
• применение анкерной и рамно-анкерной крепи, включая канатные анкера, как элемент комбинированной крепи.
Следует также отметить, что наряду с применением комплекса технических мероприятий, для решения проблемы длительной устойчивости комплекса протяженных выработок в сложных геомеханических условиях шахт «ДТЭК Павлоградуголь» необходимо выполнение следующих организационных мероприятий.
1. Строгое соблюдение технологического регламента при креплении протяженной выработки и введение системы индивидуальной ответственности за качество выполненной работы.
2. Выполнение комплекса научных исследований, направленных на обоснование оптимальных параметров комплекса эффективных решений в области поддержания протяженных выработок в устойчивом состоянии.
3. Разработка долговременной программы по повышению устойчивости подземного комплекса выработок.
4. Создание геомеханического отдела, осуществляющего постоянный мониторинг, анализ и корректировку программы повышения устойчивости выработок.
Выводы.
1. Интенсивный путь развития ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» и повышение объемов добычи угля требует реализации комплекса мероприятий по обеспечению устойчивости комплекса капитальных и подготовительных выработок.
2. Для оценки степени сложности геомеханических условий может использоваться показатель условий разработки в = Rckc/yH. Выполненный анализ показывает, что по величине показателя условий разработки в < 1,0 все шахты, за исключением «Самарской», «Терновской» и «Павлоградской», относятся к категории «больших глубин разработки». Наиболее сложными являются условиями поддержания выработок на шахтах им. Героев космоса, «Степная», «Юбилейная» и «Западно-Донбасская» (в < 0,67).
3. Установлена зависимость между показателем условий разработки в и объемом выработок, не соответствующих эксплуатационным характеристикам, которая может являться основой для прогноза затрат на поддержание выработок.
4. Анализ результатов применения всех известных средств и способов повышения устойчивости выработок показывает, что наибольший эффект в повышении устойчивости выработок, дают мероприятия, направленные на создание взаимодействующей системы "крепь-массив", упрочнение и предупреждение расслоений приконтурных пород.
5. Наряду с применением комплекса технических мероприятий, для решения проблемы длительной устойчивости комплекса протяженных выработок шахт необходимо выполнение ряда стратегических организационных мероприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крупенников Г.Г., Давидович И.Л., Заславский Ю.З. Горное давление и крепление капитальных выработок при увеличении глубины подземной разработки // Исследование проявлений горного давления на глубоки горизонтах шахт. Сб. науч. трудов ВНИМИ. - Л.: 1971. - С. 8-23.
2. Глушко В.Т., Кирничанский Г.Т. Инженерно-геологическое прогнозирование устойчивости выработок глубоких шахт. - М.: Недра, 1974. - 175 с.
3. Зональная дезинтеграция пород вокруг подземных выработок. Часть 1. Данные натурных наблюдений / Е.И. Шемякин, Г.Л. Фисенко, М.В. Курленя и др. // ФТПРПИ. - 1986. - №3. - С. 3-15.
4. Булычев Н.С. К вопросу о давлении на крепь стволов в связи с проблемой больших глубин // Сб. науч. трудов ВНИМИ. - 1967. - №63. - С. 216-225.
5. Либерман Ю.М. Давление на крепь капитальных выработок. - М.: Наука. -1969. - 114 с.
6. Басинский Ю.М. Зависимость величины нагрузок на крепь от глубины расположения выработок // Проектирование и строительство угольных предприятий. - 1968. - №10. - С. 14-17.
7. Шашенко А.Н. Упругопластическая задача для структурно-неоднородного массива, ослабленного круглой выработкой // Прикладная механика. - 1989. - Т. 25. - №6. - С. 48-54.
8. Шашенко А.Н., Тулуб С.Б., Сдвижкова Е.А. Некоторые задачи статистической геомеханики. - К.: Ушвер. вид-во "Пульсари", 2002. - 304 с.
9. Литвинский Г.Г., Фесенко Э.В. Метод прогноза пучения почвы в горных выработках // Уголь Украины. - 2004. - №1. - С. 9-11.
10. Роенко А.Н. Устойчивость подготовительных выработок угольных шахт в условиях больших глубин разработки: Дис. ... докт. техн. наук: 05.15.04.-Днепропетровск, 1995. - 426 с.
11. Шашенко А.Н., Солодянкин А.В., Мартовицкий А.В. Управление устойчивостью протяженных выработок глубоких шахт: Монография. -Днепропетровск: ЛизуновПрес, 2012. - 384 с.
12. Халимендик А.В. Обоснование способа повышения устойчивости капитальных выработок в условиях больших смещений породного контура. - Автореферат дисс.к.т.н. - Днепропетровск, НГУ, 2012. - 18 с.
13. СНИП II-94-80. Подземные горные выработки. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1982. - 272 с.
14. Расположение, охрана и поддержание горных выработок при отработке угольных пластов на шахтах. Методические указания: КД 12.01.01.201-98/УкрНИМИ. - Донецк, 1998. - 150 с.
15. Усаченко Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок. - Киев: Наук. думка, 1979. - 136 с.
Рецензент: Прокопов Альберт Юрьевич, заведующий кафедрой «Инженерная геология, основания и фундаменты», доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».
Solodyankin Alexandr Viktorovich
State Higher Education Institution "National Mining University"
Ukraine, Dnipropetrovsk E-mail: [email protected]
Martovytskyy Arthur Vladimirovich
LLC "DTEK Energo" Ukraine, Pavlograd E-mail: [email protected]
Smirnov Andrey Viktorovich
LLC "DTEK Energo" Ukraine, Pavlograd E-mail: [email protected]
Substantiation of effective solutions of supporting extended workings based on an assessment of geomechanical conditions at «DTEK Pavlogradugol» mine
Abstract. The purpose of research, which are given in the article, is detailed analysis of the existent state of complex of the long workings of mines of Private stock company Pavlogradugol', estimation of total expenses on construction and maintenance of working taking into account repairs, estimation of condition complexity for the development of coal seams on the mines of Western Donbass, substantiation of effective ways of increasing the stability of workings. The results of researches are as follows: generalized indexes of workovers on the mines of production amalgamation and separate groups of working; calculation values of expenses on construction and maintenance of the long working; selected group of mines, referred to the category of "large" depth of development; method of expert estimation of the state of mine workings; dependence of the length of the workings of the unsatisfactory state on the development condition indicator, obtained from the results of analytical calculations and expert estimation; ways of increasing the stability of extended mine workings of Private stock company DTEK Pavlogradugol'. Dependences of long workings with the unsatisfactory state on the development condition indicator for the examined complex conditions of mines of Western Donbass are achieved; the new method of estimation of the state of working and coal seam development conditions is designed. The got dependences allow determining possible expenses on repair and maintenance of workings in the operating state on the stage of planning. Effective for the examined mining and geological conditions the ways of improvement of support and methods of increase the stability of the long workings are grounded. Technical and organizational measures for the decision of problem of providing of long-term stability of complex of extended workings in the difficult conditions of mines of Private stock company DTEK Pavlogradugol' are determined.
Keywords: long workings stability index; deep mine; expenses on maintenance; methods of maintenance.
REFERENCES
1. Krupennikov G.G., Davidovich I.L., Zaslavskiy Yu.Z. Gornoe davlenie i kreplenie kapital'nykh vyrabotok pri uvelichenii glubiny podzemnoy razrabotki // Issledovanie proyavleniy gornogo davleniya na gluboki gorizontakh shakht. Sb. nauch. trudov VNIMI. - L.: 1971. - S. 8-23.
2. Glushko V.T., Kirnichanskiy G.T. Inzhenerno-geologicheskoe prognozirovanie ustoychivosti vyrabotok glubokikh shakht. - M.: Nedra, 1974. - 175 s.
3. Zonal'naya dezintegratsiya porod vokrug podzemnykh vyrabotok. Chast' 1. Dannye naturnykh nablyudeniy / E.I. Shemyakin, G.L. Fisenko, M.V. Kurlenya i dr. // FTPRPI. - 1986. - №3. - S. 3-15.
4. Bulychev N.S. K voprosu o davlenii na krep' stvolov v svyazi s problemoy bol'shikh glubin // Sb. nauch. trudov VNIMI. - 1967. - №63. - S. 216-225.
5. Liberman Yu.M. Davlenie na krep' kapital'nykh vyrabotok. - M.: Nauka. - 1969. -114 s.
6. Basinskiy Yu.M. Zavisimost' velichiny nagruzok na krep' ot glubiny raspolozheniya vyrabotok // Proektirovanie i stroitel'stvo ugol'nykh predpriyatiy. - 1968. - №10. - S. 14-17.
7. Shashenko A.N. Uprugoplasticheskaya zadacha dlya strukturno-neodnorodnogo massiva, oslablennogo krugloy vyrabotkoy // Prikladnaya mekhanika. - 1989. - T. 25. - №6. - S. 48-54.
8. Shashenko A.N., Tulub S.B., Sdvizhkova E.A. Nekotorye zadachi statisticheskoy geomekhaniki. - K.: Univer. vid-vo "Pul'sari", 2002. - 304 s.
9. Litvinskiy G.G., Fesenko E.V. Metod prognoza pucheniya pochvy v gornykh vyrabotkakh // Ugol' Ukrainy. - 2004. - №1. - S. 9-11.
10. Roenko A.N. Ustoychivost' podgotovitel'nykh vyrabotok ugol'nykh shakht v usloviyakh bol'shikh glubin razrabotki: Dis. ... dokt. tekhn. nauk: 05.15.04.-Dnepropetrovsk, 1995. - 426 s.
11. Shashenko A.N., Solodyankin A.V., Martovitskiy A.V. Upravlenie ustoychivost'yu protyazhennykh vyrabotok glubokikh shakht: Monografiya. - Dnepropetrovsk: LizunovPres, 2012. - 384 s.
12. Khalimendik A.V. Obosnovanie sposoba povysheniya ustoychivosti kapital'nykh vyrabotok v usloviyakh bol'shikh smeshcheniy porodnogo kontura. - Avtoreferat diss.k.t.n. - Dnepropetrovsk, NGU, 2012. - 18 s.
13. SNIP II-94-80. Podzemnye gornye vyrabotki. Normy proektirovaniya. - M.: Stroyizdat, 1982. - 272 s.
14. Raspolozhenie, okhrana i podderzhanie gornykh vyrabotok pri otrabotke ugol'nykh plastov na shakhtakh. Metodicheskie ukazaniya: KD 12.01.01.201-98/UkrNIMI. -Donetsk, 1998. - 150 s.
15. Usachenko B.M. Svoystva porod i ustoychivost' gornykh vyrabotok. - Kiev: Nauk. dumka, 1979. - 136 s.
