Введение к работе
Актуальность работы. Ритмичной работе угольной промышленности Украины, в числе других причин,; препятствует неудовлетворительное положение с поддержанием горных выработок. Протяженность ремонтируемых выработок составляет 45-БОЙ-от протяженности проводимых, а уровень аварийного состояния - езыше 15% поддерживаемых, достигая по отдельным шахтам 25% и более. До 40% выработок рекомендуется перед сдачей в эксплуатацию.- Постоянно растет численность рабочих-ремонтников, превысив в «астоящее время 15% подземкой группы. Трудоемкость работ по ремонту составляет около 80 чел.-см. на 1000 т суточной добычи в среднем по отрасли, а по ряду объединении намного больше; 'Донєцкуголь" - 145 чел.-см. на 1000 т, "Лисичанскуголь" - 108, "Макеевуголь"- - 98, "Первомайс-куголь" -97.
Пєрекрепления и подрывки выполняются обычно, когда выработка уде не соответствует требованиям к эксплуатационному состоянию и ее необходимо останавливать. Все работы- по ремонту осуществляются практически вручную и характеризуются высоким уровнем травматизма. Объем породы от ремонта составляет 30-50% выдаваемого на поверхность объема породы.
Около 90S выработок закреплено металлической податливой крепью, однако ее параметры часто принимаются недостаточно обосновано. Мероприятия по сохранению устойчивости выработок требуют дополнительных затрат и не применяются по причинам экономического характера.
Работа является частью исследований, выполненных в Донецком государственном техническом университете. Базой для ее подготовки и представления в спецсовет явились госбюджетные и хоздоговорные КИР /номера госрегистрации 01880000888, 01910003132, 01890076088, 01910015253, 01930027072/.
Целью работы является разработка-способов-сохранения устой
чивости полевых горных выработок локальной разгрузкой вмепрщих
пород- в период проходки. '.- -
Идея работы заключается в использовании взрывных работ в
период проходки выработки для создания локальной разгрузки в ок-- ружаюших породах и улучшения условий работы-податливой крепи. Методы исследований-.- -Для-доетшенйя-паетавденной цели в работе использовал комплексний метод, включающий анализ и обобщение опыта поддержания горных выработок, шахтные инструментальные - наблюдения, физическое моделирование на-эквивалентных материалах, -лабораторные испытания образцов горных пород, аналитические исследования, статистическую обработку экспериментальных данных, промышленную проверку и внедрение разработанных -способов. Научные положения, выносише на защиту, и их новизна:
-
При неплотном контакте крепи с контуром пройденной выработки экспериментально установлены особенности работы системы крепь-окружающие породы, заключающиеся в восприятии крепью нагрузки со стороны пород кровли через 30-50 суток и боков выработки через 10-25 суток; в кровле выработки в случае отклонения направления преобладающих смещении пород на 10-15и более от вертикали податливая крепь начинает работать в жестком режиме, не исчерпав своей конструктивной податливости-'на 40-50%.
-
Экспериментально доказана возможность обжатия крепи окружающими породами за счет их взрывного разрыхления при проходке и повышения устойчивости крепи к воздействию взрывной волны.
-
Установлена эмпирическая зависимость -потери площади поперечного сечения в свету поддерживаемой выработки от величины коэффициента разрыхления пород при взрывной забутовке закрепного пространства б период проходки выработки.
-
При взрывной забутовке закрепного пространства установлена эмпирическая зависимость удельного расхода взрывчатых веществ от предела прочности пород на растяжение.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы обеспечивается: анализом опыта поддержания горных выработок, представительный, объемом шахтных инструментальны наблюдений, корректностью постановки шахтных и лабораторных экспериментов, использованием методов математической статистики при обработке результатов экспериментов и установлении эмпирических зависимостей, удовлетворительной еходимостью экспериментальных и расчетных /рассогласование ± 15%/. положительными результатами промышленной проверки разработанных способов и экономической эффективностью их внедрения.
Научное значение работы заключается в более полном раскрытии особенностей работы системы крепь-окружавшие породы при неплотном контакте и несоответствии направления преобладающих смешении пород податливости крепи, установлении возможности обжатия крепи окружающими породами за счет их взрывного разрыхления при проходке и повышения устойчивости крепи к воздействию взрывной волны, исследовании взрывной забутовки закрепного пространства и установлении ее параметров.
Практическое значение работы состоит з следующем:
обоснована целесообразность применения взрывных работ для локальной разгрузки вмещающих пород и улучшения условии работы податливой крепи при проходке полевой выработки;
разработаны способы сохранения устойчивости выработок на основе лекальной разгрузки взрывом /новизна подтверждается о авторскими свидетельствами и 2 положительными-решениями/;
проведена промышленная проверка способов, определены меры безопасности при их выполнении и область рационального применения .
Реализация выводов и рекомендаций работы. Способ взрывной забутовки закрепного пространства внедрен при проведении обходной выработки околоствольнсго двора гор.оЗО м шахты псводрудес-кая и северного квершлага пл.и-соггор.750 м шахты іш.д.'іі.'. мельникова ПО "лиекчзнскуголь". Экономический Зіуіубкт от-исключения ремонта
buiuouu'iUft. оь^швш: хчиач уу<->. / ІаоУ і./ л 1э4и^и лри. /іззі і./,
Способ поддержания горных выработок с использованием взры-вораспорных анкеров внедрен в обходной квершлаге околоствольноро двора гор.840 м шахты "Новодружеская". Экономический эффект от исключения ремонта составил 13986 руб. /1958 г./.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на заседании секции угольной промышленности Научно-технического совета Госгортехнадзора УССР по рассмотрению вопроса "О мерах по предупреждению аварий и производственного травматизма при прохождении подготовительных выработок на угольных шахтах" /Донецк, 1988 г./, Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути улучшения состояния горных выработок" /Донецк. 1989 т./, Республиканской конференции молодых ученых "Проблемы совершенствования безопасности работ на угольных шахтах" /Донецк, 19S1 г./, на заседаниях научно-технического
совета ПО "Лисичанскуголь" /Лисичанск, 1930 и 1992 г.г./, 1-й научно-практической конференции выпускников горного факультета "ДонГТУ и совершенствование добычи угля в Донбассе" /Донецк, 1935 г./, на расширенном заседании кафедры горной геомеханики ДонГТУ /Донецк, 1997 г./.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 6 статей, 3 авторских свитедельства и 2 положительных - решения ка изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 10 таблиц, библиографию из 104 наименований, 9 приложений на 36 страницах.
