Введение к работе
Актуальность работы. Ежегодно угольная промышленность выдает из шахт более 100 млн.т породы, открытые горные работы дают до 1 млрд.т вскрышных пород, отходы обогатительных фабрик составляют 50 млн.т в год.
Добыча 1 млн.т угля сопровождается нарушением 9 га земельных угодий при подземном и 20 га при открытом способе разработки. При этом необходимо складировать 1,8 млн.м3 породы и в атмосферу выбрасывается 2 тыс.г вредных веществ.
Анализ динамики выдачи породы из шахт по основным угольным бассейнам и регионам за последние 10 лет показывает, что количество породы на 1000 т добычи растет по всем бассейнам и особенно сильно по шахтам Украины. В 1990 г. по Минуглепрому СССР выдавалось 280 т породы на 1000 т добычи, в том числе по шахтам Украины - 425 т.
Это объясняется в основном ухудшением горно-геологических условий и уменьшением средней вынимаемой мощности пласта.
Складирование породы на поверхности кроме изъятия сельскохозяйственных угодий наносит экологический вред окружающей среде из-за выбросов газообразных и жидких отходов в результате воздействия атмосферных факторов, а также самовозгорания породы.
Использование выданной из шахты породы для нужд стройин-дустрии не всегда экономически оправдано из-за больших объемов, низкого качества, нестабильности характеристик содержания вредных компонентов. Поэтому решение задачи размещения породы в выработанном пространстве шакты является актуальной научно-технической задачей.
Цель работы - установить зависимость нагрузки на очистной забой и участковой себестоимости от влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов для определения параметров технологии отработки тонких пологих угольных пластов о механизированным формированием бутовой полосы в выработанном пространстве лавы.
Идея работы заключается в использовании для механизированного размещения в выработанном пространстве лавы породы, получаемой от проведения примыкающих к забою подготовительных
выработок, группы завальных секций механизированной крепи, развернутых на 180 относительно забойных секций и снабженных уплотняющими щитками для "ужесточения" формируемой бутовой полосы.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и но-виана:
баланс породных потоков для шахт, разрабатывающих тонкие пологие антрацитовые пласты, отличающийся учетом породы, выдаваемой на-поверхность в потоке горной массы, позволяющий более точно прогнозировать зольность угля, емкость породных отвалов и шламохранилищ;
параметры технологии отработки тонких пологих антрацитовых пластов без выдачи породы из шахты, отличающиеся наличием в технологических схемах специальных закладочных лав и камер -емкостей, позволяющих разместить в них породу от проведения подготовительных выработок;
уменьшение средних смещений пород кровли на 25Х, а их максимальной величины на 207. в результате механизированного возведения уплотненной бутовой полосы, позволяющее осуществлять безремонтное поддержание вентиляционных штреков;
экономико-математическая модель технологии механизированного возведения бутовой полосы, отличавшаяся учетом пооперационных затрат времени на выполнение отдельных производственных процессов размещения породы в выработанном пространстве и снижение коэффициента готовности очистного вабоя из-за введения новых технологических элементов;
зависимости основных параметров механизированной технологии размещения породы в выработанном пространстве - нагрузки на очистной забой и себестоимости угля по добычному участку -от влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов, отличающиеся учетом снижение коэффициента машинного времени из-за операций по размещению породы в выработанном пространстве, позволяющие нормировать нагрузку на очистной забой и производственные затраты.
Обоснованность и достоверность научных положении, выводов и рекомендаций подтверждаются:
использованием представительного объема статистической информации, по в шахтам ПО "Антрацит", характеризующего их породное хозяйство;
результатами опытной эксплуатации экспериментального образца модернизированного механизированного комплекса и замерами (около 1S00) смещения пород в выработке при проведении эксперимента на подвиганий очистного забоя в БО м;
большим объемом вычислительного эксперимента на математической модели, включающим 10000 вариантов;
удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и производственного эксперимента (расхождение 157.).
Значение работы. Научное аначение работы заключается в установлении степени изменения смещения боковых пород при формировании уплотняемой бутовой полосы, возводимой механизированным способом, разработке математической модели технологии и установлении зависимости ее технике-экономических параметров от влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов.
Практическая ценность работы заключается в обосновании технологических схем отработки тонких пологих антрацитовых пластов без выдачи пг^оды из шахты, установлении их рациональных параметров, а также разработке рекомендаций по поэтапному применению предлагаемой технологии на шахтах России и Украины.
Реализация выводов и рекомендаций. На основе шахтных испытаний технологии механизированного формирования уплотненной бутовой полосы из породы, получаемой от проведения примыкающей к очистному забою подготовительной выработки, объединенной комиссией по горному давлению производственных объединений "Антрацит" и "Донбассантрацит" принято решение по внедрению апробированной технологии на шахтах, разрабатывающих тонкие пологие антрацитовые пласты.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на технических советах производственных объединений "Антрацит" и "Донбассантрацит", научно-технической конференции "Экологические проблемы горного производства" (Москва, 1993) и научных семинарах кафедры "Технология, механизация и организация подземной разработки УГЛЯ" (МГГУ, 1990-1994 ГГ.).
Публикации. По. теме диссертации опубликовано 3 научных статьи.
Структура и объем работы.' Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 163 страницах маши-
нописного текста, содержит 30 рисунков, 15 таблиц, список использованной литературы из 54 наименований.
