Введение к работе
Актуальность работы. Шахты Прокопьевске-Киселевского района Кузбасса являют^ основными поставщиками коксующихся углей для металлургических заводов и коксохимических производств России В Прокопьевско-Кисслевском районе сосредоточено около 1.3 млрд. т. высококачественных углей, из них в пластах мощностью более 3,5 м с углом падения более 35 град, находится 53,6% запасов.
До настоящего времени при отработке мощных крутоиаклониых и крутых угольных пластов применялись системы разработки, при которых использовались, п основном, буровзрывная выемка угля и деревянное крепление очистных забоев. При этих технологаях добыча угля характеризуется низкой степенью механизации работ, высоким уровнем травматючз и аварийности, большим расходом лесных материалов (до 70 м.куб. на 1000 т добычи), значительными потерями угля в недрах (до 30-40%), низкими нагрузками на очистни,! забой (100-150 т/суг.) и производительностью труда (5-7 т/вых.).
Анализ результатов испытаний различных технологий разработки мощных крутонаклпннмх и крутых пластов показал, что наиболее перспективные решения связаны с использованием крепей щитового типа. Наилучшие результаты были получены при промышленных испытаниях щитовых крепей типа ЩРП и агрегатов ЩРПМ. Однако эфф ктивное использование этой техники требует научного обоснования области ее применения по углу падения, а также элементов и параметрои технологий ведения очистных работ на основе изучения устойчивости и передвигаемости секций крепи в различных горно-геологических и горнотехнических условиях.
Диссссртационная работа выполнена по результатам плановых научно-исследовательских работ КузНИУИ.
Цель работы заключается в совершенствовании технологии отработки мощных кр} го-наклонных и крутых угольных пластов щитовыми крепями ЩРП и агрегатами ЩРПМ, обеспечивающей повышение эффективности и безопасности ведения горных работ.
Идея работы заключается в использовании установленных закономерностей изменения передвигаемости и устойчивости щитовых крепей и агрегагоп при обосновании рациональных элементов и параметров технологии ведения очистных работ на мощных крутоиаклониых и крутых угольных- пластах.
Методы исследования включа.ит научное обобщение И анализ опыта механизированной разработки мощных крутонаклонных и крутых угольных пластов; лабораторные исследования на крупномасштабных моделях и математическое моделирование с применением ЭВМ дли изучения закономерностей изменения устойчивости г; передвигаемости щитовых крепей ЩРП и агрегатов ЩРПМ и различных горно-геологических и горнотехнических услоонях; проверку
основных выводов и рекомендаций в шахтных условиях; обработку результатов лабораторных и шахтных исследований методами математической статистики.
Научные положения, разработанные лично автором и новизна:
закономерности дифференциации обрушенных пород за перекрытиями щитовых крепей ЩРП ь агрегатов ЩРПМ по скоростям движения в зависимости от угла падения пласта, шага посадки крепи и шага обрушения кровли, позволяющие определить параметры зоны относительно неподвижных пород, образующей с крепыо единую систему, подчиняющуюся общему закону движения;
закономерности распределения давления на перекрытия щитовой крепи ЩРП и агрегатов ЩРПМ со стороны обрушенных пород, изменения направления и местоприложения результирующей давления л зависимости от угла падения пласта, позволяющие обосновать рекомендации по применимости крепей и агрегатов, с учетом условия их самопередвижения;
рациональные параметры и элементы технологии отработки мощных, крутонаклонных и крутых угольных пластов щитовыми крепями ЩРП и агрегатами ЩРПМ определяются совокупностью природных и технических показателей, важнейшими из которых являются угол падения пласта, угол наклона перекрытия к напластованию, воздействие на крепь to стороны обрушенных пород, схема обработки забоя, продольная устойчивость и передвигаемость щитовой крепи. >
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендация подтверждается:
комплексным характером исследований, достаточным объемом и удовлетворительной сходимостью результатов, полученных аналитическими методами, в лабораторных и шахтных условия* (расхождение не превышает 10/о);
положительными результатами опытно-промышленной проверки рекомендаций по применению щитовых крепей ЩРП и агрегатов ЩРПМ, полученных в результате исследований.
Значение работы. Научное значен іе работы заключается в установлении закономерностей иэме.юнии устойчивости и передииыеыое ч щитовых крепей ЩРП и агрегатов ЩРПМ при взаимодействии с углепородным массивом и обрушенными породами на мощных круто-наклонных и крутых угольных пластах и различных горно-геологических и горнотехнических условиях.
Практическое значение риниты заключается и установлении области применения щиговых кренеіі ЩРП и «и'рег&тчи! ЩРІ ІМ но углу падения пласт.'» и разработке рациональных параметров н меисчтоп технологии ведения очистных работ.
Реализация выводов и рекомендаций работы.
Рациональные параметры конструкций щитовых крепей ЩРП и агрегатов ЩРПМ использованы при изготовлении очистного оборудования научно-производетьенпой ассоциацией "Кент".
Основные результаты и рекомендации прошли апробирование и внедрены на шахтах Киселевская", им.Ф.Э.Дзержннского, "Зенковская" Прокопьевско-Кисслевского района Кузбасса и включены в "Методическое руководство по разработке мощных крутых и круто-наклонных пластов Кузбасса агрегатами ЩРПМ".
Апробация работы. Основные положения я результаты, изложенные о диссертации, докладывались на семинаре КузПИ "Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых" (г.Кемерово, 1993 г.), научно-практической конференции КузПИ (г.Кемерово, 1991-93 г.г.); НТС КузНИУИ (г.Прокопьевск. 1993 г.); международном симпозиуме по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства (г.С.-Перербург, 1993 г.); Всемирном 16 горной конгрессе (г.София, Болгария, 1994 г.); международном симпозиуме по горным ударам и внезапным выбросам в шахтах (г.С-Петербург, 1994 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 150 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 44 рисунка, список использованной литературы из 62 наименовании.
