Введение к работе
Актуальность работы. Современные средства комплексной механизации очистных ра'бог позволяют обеспечить высокие нагрузки на очистные работы. Так, в настоящее время около 35% лав Донбасса, разрабатывающих пласты пологого падения, работают с нагрузкой 1000 т/сут, а максимально достигнутые нагрузки на очистной за'бой более чем в 10 раз превышают средние по отрасли.
Тем не менее в последние годы в угледобывающей промышленности СССР существует тенденция снижения нагрузок на комплексно-механизированные забои, отрабатывающие пласты с углами падения до 35: в 1975 г. среднесуточная нагрузка на очистной забой, оборудованный механизированным комплексом, составила 794 т/сут, в 1980 г.— 568 т/сут, в 1985 г. — 561 т/сут, а о 1990 г. — 537 т/сут. Аналогичная тенденция наблюдается и для всех очистных за'бо-ев, оборудованных как механизированными комплексами, так и индивидуальными крепями: в 1975 г. — 457 т/сут, в 1980 г. —384 т/сут, в 1985 г. — 370 г/сут, в 1990 г.— 355 т/сут.
За этот период более быстрыми темпами возросло влияние отрицательных внелавных технологических процессов, следующих за процессами технологического цикла в очистном забое. Основной причиной возникновения внелавных простоев является неудовлетворительное состояние участковых подготовительных выработок, вызванное ухудшением горногеологической обстановки с ростом глубины и увеличением протяженности подводящих путей.
Из данных ГВЦ б. Минуглепрома УССР следует, что участковые выработки с неудовлетворительным сечением при конвейерном транспорте составляют 42% от общей протяженности выработок с неудовлетворительным сечением. Потери добычи в Украинской части Донбасса за 1989 г. из-за неудовлетворительного состояния горных выработок составили 12-30 тыс. т или 43% от общих потерь и 68% от горно-эксплуатационных.
Отсутствие установленных количественных зависимостей изменения надежности подготовительных выработок в процессе их эксплуатации является причиной недостаточной точности существующих расчетных методов их пропускной способности. По этой же причине отсутствует оценка влияния различных 'планировочных решений сети выемочных выработок, спосо'бов их охраны и других мероприятий, направленных на улучшение состояния выработок и допускающих их ремонт, на уровень добычи, обеспечиваемый этими техническими и технологическими мероприятиями.
)В связи с изложенным вопросы выявления причин и степени снижения нагрузки на очистной забой из-за неудовлетворительного состояния горных выработок и повышения надежности и ремонтопригодности их являются актуальными для горнодобывающей отрасли.
Целью работы является исследование надежности и работоспособности подготовительных участковых выработок в зонах влияния динамического и статического опорного давления и степени влияния состояния горных выра'боток на параметры работы примыкающих очистных забоев.
Основная идея работы заключается в использовании зависимостей изменения смещений пород кровли и почвы подготовительных выемочных выработок при различных способах их охраны для определения надежности указанных выработок в пределах выемочного участка и в оценке влияния степени надежности выемочных выработок на эффективность работы механизированных очистных забоев.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
методики аналитических и экспериментальных исследований степени надежности подготовительных выработок в зоне влияния очистной выемки;
аналитические зависимости надежности подготовительных участковых выработок от изменения горно-геологических и технологических факторов;
классификация подготовительных горных выра'боток по степени их надежности и ремонтопригодности;
классификация отказов горных выработок по степени их влияния на горнотехнологические процессы ,в шахте;
аналитические зависимости величины простоев очистных забоев от уровня надежности подготовительных выработок.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:
значительными объемами исследований смещений контура подготовительных выработок при различных способах их охраны;
представительными хрономегражными исследованиями простоев и нагрузки на очистные забои на двух шахтных полях в различных горнотехнических условиях;
удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов надежности подготовительных горных выработок и вероятностью их отказов с шахтными данными аварийности в подготовительных выработках из-за выхода из строя крепи, повлекшие простои очистных забоев;
удовлетворительной сходимостью исследований надежности подготовительных выработок с хронометражными наблюдениями простоев транспорта в пределах выемочного участка по причине отказа выемочных выработок.
Научное значение работы заключается в установлении зависимостей влияния некоторых .горно-геологических и технологических факторов на надежность подготовительных участковых выработок и степени их надежности на нагрузку К'МЗ, которые могут быть использованы в качестве научного обоснования повышения эффективности ра'боты очистных забоев.
Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по повышению надежности подготовительных выработок и совершенствованию способов их сохранения, использование которых позволит с наименьшими затратами обеспечить эффективное функционирование подготовительных выработок, уменьшить простои очистных за'боев и повысить нагрузки на лаву на предприятиях с аналогичными горногеологическими условиями.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная модель изменения надежности подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ и нагрузки на КМЗ от надежности выработок внедрена на шахтах «Западная» и «им. 50-летия Октября» ПО «Гуковуголь» с экономическим эффектом 574,1 тыс. руб/год.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и были одобрены на техническом совете ПО «Гуковуголь», на Всесоюзной конференции «Пути улучшения состояния горных выработок» (Донецк, 1989 г.) н на научно-технической конференции молодых ученых (Кох-. тла-Ярве, 1989 г.).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 4 научных работы (1989—.1990 гг.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 72 наименований и содержит 143 страницы машинописного текста, 17 рисунков, 13 таблиц.
