Введение к работе
Актуальность работы. Увеличение глубины разработки и
усложнение горно-геологических условий на угольных шахтах Донбасса привели к большим затратам на поддержание подготовительных выработок. Рост затрат на поддержание объясняется также тем, что существующие схемы расположения и способы охраны выемочных штреков часто применяются в условиях, не соответствующих их геомеханической сущности. Неустойчивое состояние этих выработок приводит к снижению эффективности работы очистных забоев. Б настоящее время на шахтах бассейна используются различные схемы расположения и способы охраны подготовительных выработок, эффективность применения которых зависит от обоснованности их выбора. На выбор способов охраны и поддержания выемочных штреков оказывает влияние большое число горно-геологических и горнотехнических факторов, что значительно усложняет выбор наиболее эффективных из них.
Вопросу выбора способов охраны выработок посвящено много работ и получены достаточно обоснованные рекомендации. Однако в ряде случаев эти рекомендации не учитывают влияние устойчивости подготовительных выработок на эффективность работы очистных забоев. В связи с этим можно утверждать, что проблема выбора рациональных схем расположения и эффективных способов охраны подготовительных выработок является актуальной, особенно для шахт Донецкого бассейна.
Повышение надежности поддержания штреков и показателей угледобычи требует знания количественного и качественного характера связи горно-геологических и горнотехнических факторов с глубиной и их влияния на технико-экономические показатели работы очистных забоев.
Цель работы — установление зависимостей объемов ремонтных работ подготовительных выработок от влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов для обоснования выбора рациональных схем расположения и эффективных способов охраны выемочных штреков, позволяющих повысить эффективность работы очистного забоя.
Идея работы заключается в учете влияния глубины, мощности1 пласта, структуры и свойств вмещающих пород и других факторов на выбор эффективных способов охраны подготовительных выработок.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
зависимости показателей работы очистных забоев ог горно-геологических и горнотехнических факторов, отличающиеся группировкой исходных данных по свитам, позволяющие нейтрализовать негативные проявления горного давления в лавах;
установлена впервые зависимость показателя суточной нагрузки на очистной забой от объемов ремонтных работ в участковых выработках, позволяющая повысить эффективность работы лав;
зависимости объемов ремонтных работ подготовительных выработок ог горно-геологических и горнотехнических факторов, отличающиеся группировкой исходных данных по свитам, позволяют повысить их устойчивость;
методика выбора рационального способа охраны подготовительных выработок, учитывающая стоимость их охраны и поддержания и отличающаяся учетом увеличения нагрузки на очистной забой при повышении устойчивости выемочных штреков.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
представительным объемом статистической информации по работе очистных забоев и устойчивости подготовительных выработок в типовых горно-геологических условиях (532 очистных забоя с примыкающими подготовительными выработками);
достаточной сходимостью результатов аналитических исследований с фактическими показателями объемов ремонтных работ подготовительных выработок и нагрузки на очистной забой (расхождение не превышает 10%).
Научное значение работы состоит в установлении зависимостей влияния объемов ремонтных работ подготовительных выработок на эффективность работы очистного забоя при увеличении глубины разработки и с учетом влияющих горно-геологических и горнотехнических факторов.
Практическое значение состоит в разработке методики выбора рационального способа охраны выемочных штреков, позволяющей повысить эффективность работы очистного забоя в сложных горно-геологических условиях с учетом глубины разработки и других влияющих факторов.
Реализация работы. Разработанная методика выбора рационального способа охраны подготовительных выработок принята к внедрению на шахте «Горняк» ПО «Селидов-уголь».
Расчетный экономический эффект составляет 3,6 млн. руб/год.
Методы исследования:
обобщение и анализ зарубежного и отечественного опыта расположения и охраны подготовительных выработок;
сбор и анализ статистических материалов, отражающих эффективность работы очистных забоев и объемы ремонтных работ в примыкающих к ним подготовительных выработках методами математической статистики и теории вероятности;
экономико-математическое моделирование выбора схем расположения и способов охраны подготовительных выработок.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 научные работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав,
заключения, изложенных на страницах машинописного
текста, содержит 33 рисунка, 10 таблиц, список использованной литературы из 112 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук, проф. Васючкову Ю. Ф. за консультации и содействие в проведении исследований.