Научная статья на тему 'Сокращение потерь угля в охранных целиках путем упрочнения породных массивов вокруг выработок'

Сокращение потерь угля в охранных целиках путем упрочнения породных массивов вокруг выработок Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
137
67
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОТЕРИ УГЛЯ / ОХРАННЫЕ ЦЕЛИКИ / УПРОЧНЕНИЕ ГОРНЫХ МАССИВОВ / LOSS OF COAL PILLARS SECURITY / HARDENING OF ROCK MASS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Бурков Ю. В.

Сокращение потерь угля в охранных целиках путем упрочнения породных массивов вокруг выработок / Бурков Ю.В. // Вестник КузГТУ, 2012, № 4. С. 43-44 Oбосновывается возможность упрочнения породных массивов цементацией вокруг горных выработок для уменьшения размеров охранных целиков. Показаны направления для снижения потерь полезных ископаемых в охранных целиках. Табл.1. Библиогр. 3 назв

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Бурков Ю. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Reduction of coal losses in pillars by strengthening rock mass around an excavation / Burkov YV. // The bulletin of KuzSTU. 2012. No4. P. 43-44 Possibility of hardening rock masses by grouting around mine workings in order to reduce the size of protective pillars is justified. Direction to reduce the loss of minerals in protective pillars is shown.

Текст научной работы на тему «Сокращение потерь угля в охранных целиках путем упрочнения породных массивов вокруг выработок»

44

Ю.В. Бурков

УДК 622.257.1

Ю.В. Бурков

СОКРАЩЕНИЕ ПОТЕРЬ УГЛЯ В ОХРАННЫХ ЦЕЛИКАХ ПУТЕМ УПРОЧНЕНИЯ ПОРОДНЫХ МАССИВОВ ВОКРУГ ВЫРАБОТОК

Капитальные горные выработки (вертикальные и наклонные стволы, выработки околостволь-ных дворов, уклоны и бремсберги, квершлаги, полевые штреки и др.) имеют сроки службы шахт или горизонтов. Поэтому их охране и обеспечению устойчивости уделяется серьезное внимание. Выход из строя таких выработок по причине потери устойчивости влечет за собой остановку шахты или крыла, т.е. значительному ухудшению техническо-экономических показателей шахт.

Одним из основных мероприятий, обеспечивающих длительное сохранение устойчивости горных выработок, является оставление охранных целиков из полезного ископаемого с различных сторон горных выработок. При этом размеры охранных целиков по простиранию и падению регламентируются указаниями ВНИМИ [1] по рациональному расположению и охране горных выработок. Следует отметить, что еще более значительные потери полезных ископаемых в охранных целиках имеют место вокруг протяженных пластовых выработок (откаточные штреки, участковые бремсберги и уклоны). Извлечение запасов из охранных целиков после отработки этажей и горизонтов сопряжено с повышенными рисками

К настоящему времени разработан ряд мероприятий по бесцеликовой отработке полезных ископаемых (укладка бутовых полос, в том числе с пропиткой твердеющими смесями, установка поддерживающих тумб, костров и т.д.). Это чаще всего касается выемки охранных целиков вокруг подготовительных выработок. А что касается охранных целиков вокруг капитальных горных выработок, то по снижению потерь в них делаются лишь первые робкие шаги. Основной причиной этого является боязнь потери устойчивости породных массивов вокруг горных выработок с их деформацией, а возможно и обрушением.

В направлении обеспечения устойчивости капитальных горных выработок в различных горногеологических и горнотехнических условиях выполнен комплекс экспериментальных исследований в лабораторных натурных условиях [2,3], показавших возможность упрочнения породных массивов твердеющими смесями. Результаты экспериментальных исследований тампонажных растворов и тампонажного камня с учетом отфиль-тровывания из растворов жидкой фазы под действием давления нагнетания приведены в табл. 1.

Установка реперных станций в выработках на участках упрочнения породных массивов и длительные наблюдения за ними показали, что после набора прочности твердеющими смесями смещения породных массивов прекращаются. Эксплуатация горных выработок с мощными конструкциями крепей (металлобетонные, тюбинговые и т.д.), деформированных в результате воздействия горного давления, после упрочнения окружающих породных массивов твердеющими смесями осуществляются в течение длительного времени без признаков деформации крепи. Предварительные расчеты показывают, что грузонесущая способность упрочненных породных массивов превышает 500 т/м2.

Для реализации высказанных предложений необходимо разработать программу проведения лабораторных, аналитических и натурных исследований эффективности использования упрочненных породных массивов вокруг капитальных горных выработок и на их основе разработать мероприятия по уменьшению или исключению оставления охранных целиков. Экономический эффект предлагаемого технического решения очевиден и заключается в снижении потерь запасов в охранных целиках по сравнению с затратами на упрочнение породных массивов твердеющими смесями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР./Ленинград, ВНИМИ, 1986, 210с.

2. Хямяляйнен В.А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных вырабо-ток./В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С. Сыркин/ М., Недра, 1996, 400с.

3. Бурков Ю.В. Комбинированные инъекционные крепи/Ю.В. Бурков, В.А. Хямяляйнен, Г.С. Фран-кевич//Кемерово, КузГТУ, 1999, 298с.

□ Автор статьи:

Бурков Юрий Васильевич, докт. техн. наук, проф. каф. теоретической и геотехнической механики КузГТУ Email: byuv.tgm@kuzstu.ru

Таблица 1.Характеристики тампонажных растворов

Марка цемента Характе- ристика раствора Ц:В Добавка Водоцементное отношение Уменьшение водоцементного отношения в результате отфильтровы-вания Выход тампонажного камня, % Уменьшение выхода тампонажного камня в результате уплотнения, % Увеличение прочности тампонажного камня в результате уплотнения, %

осадка, отстоявшегося в обычных условиях осадка раствора после отфильтровы- вания в обычных условиях после отфильтровы- вавания

Портландцемент М500 Топкинс-кого завода 1:05 0,5 Без добавок и с добавкой 3 % хлористого кальция 0,48 0,24 50 68 28 100

4 % бентонитового глинопорошка 0,49 0,28 43 98 73,5 25 100

4 % жидкого стекла 0,49 0,28 43 98 78,5 20 200

1:1 1 Без добавок и с добавкой 3 % хлористого кальция 0,62 0,24 61 62 42 32 240

4 % бентонитового глинопорошка 0,69 0,28 60 68 44 35 240

4 % жидкого стекла 0,74 0,28 62 75 53 28 380

1:3 3 Без добавок и с добавкой 3 % хлористого кальция 0,82 0,24 71 26 12 54 280

4 % бентонитового глинопорошка 0,97 0,28 71 32 13,5 58 280

4 % жидкого стекла 1,27 0,28 78 42 19 55 460

Порт- ланд- цемент М400 Ящкин- ско- го завода 1:0,5 0,5 Без добавок и с добавкой 3 % хлористого кальция 0,48 0,21 56 95 61 36 -

4 % бентонитового глинопорошка 0,49 0,25 49 98 69 30 -

4 % жидкого стекла 0,49 0,25 49 98 74 25 -

Примечание. В числителе - концентрация раствора Ц:В, знаменателе - его водоцементное отношение

44 Ю.В. Бурков

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.