Введение к работе
Актуальность работы. Основным звеном угольной шахты является очистной забой. На его эффективную работу влияют многие факторы. Одним из основных факторов является устойчивость кровли.
При управлении кровлей в очистных забоях полным обрушением напряженно-деформированное состояние массивов горных пород изменяется периодически. Это должно накладывать свой отпечаток на устойчивость кровли в рабочем пространстве очистного забоя.
В изменяющемся поле повышенных напряжений объемы вывалов пород кровли изменяются периодически. Это приводит к снижению нагрузки па очистной забой, связанному с простоями выемочной техники при ликвидации последствий вывалов. В настоящее время этот фактор не учитывается при проектировании нагрузки на очистной забой и прогнозе изменчивости устойчивости кровли при его подвиганий.
С позиций периодического характера проявлений опорного давления устойчивость и вывалы пород кровли во взаимосвязи ранее не исследовались. Поэтому установление закономерностей изменения объема вывалов кровли обоснования способов их предотвращения является актуальной задачей.
Цель работы — установление зависимостей устойчивости пород кровли и ее изменчивости с учетом вывалов для обоснования способов предотвращения вывалов, обеспечивающих эффективную работу очистных забоев.
Идея работы заключается в учете влияния периодического характера изменения опорного давления на устойчивость и вывалы пород кровли в очистном забое.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и их новизна:
установлен периодический характер изменения объема вывалов кровли и его взаимосвязь с периодическим характером проявлений горного давления, позволяющий обоснованно прогнозировать участки с неустойчивой кровлей по длине выемочного столба;
механизм формирования вывалов кровли, отличающийся учетом периодического характера изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород впереди очистного забоя;
изменчивость объема вывалов пород кровли по длине очистного забоя, отличающаяся учетом влияния выработанного пространства и массива горных пород, позволяющая прогнозировать объемы вывалов пород кровли в различных частях очистного забоя;
влияние отдельных слоев кровли на изменчивость вывалов в рабочем пространстве очистного забоя, позволяющее определять пути управления наиболее значимыми из них.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:
статистически надежным объемом результатов шахтных инструментальных наблюдений в горно-геологических условиях пласта т3 (выполнено более 14000 измерений);
удовлетворительной сходимостью результатов аналитических и экспериментальных исследований изменения объема вывалов кровли в рабочем пространстве очистного забоя во взаимосвязи с периодическим изменением горного давления (расхождения не превышает 15—20%).
Научное значение диссертационной работы заключается
в установлении зависимостей изменения объема вывалов
кровли в рабочем пространстве очистного забоя и механиз
ма формирования вывалов от периодических проявлений
горного давления. :.
Практическое значение диссертационной работы заключается в установлении по длине выемочного столба зон с неустойчивой непосредственной кровлей, обосновании способов повышения ее устойчиности, разработке рекомендаций по повышению устойчивости кровли в рабочем пространстве очистных забоев и совершенствовании организации технологических процессов, выполняемых при ведении очистных работ.
Реализация выводов и рекомендаций. Для условий пласта т3 разработаны рекомендации по повышению устойчивости кровли в рабочем пространстве очистного забоя. Ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций составляет 1110, 35 тыс. руб.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 4 печатные работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 151 странице машинописного текста, содержит 15 рисунков, 18 таблиц, список использованной литературы из 80 .наименований.