WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Таблица 4 – Рекомендуемые параметры крепления и охраны повторно используемых выемочных выработок с пролетом 4,5-5,5 м и с прочными кровлями, содержащими малое или большое количество слабых контактов, при различных глубинах их заложения.

Характеристики или параметры крепи или тумб

Глубина заложения выработки, м

менее 600 м

600-1200 м

Количество в кровле слабых контактов

малое

большое

малое

большое

Номер типового паспорта крепления

1

2

3

4

Сталеполимерная анкерная крепь:

расчетное сопротивление, кH/м2, не менее

120

200

150

240

длина анкера, м

2,0

2,2

2,0

2,4

толщина подхвата и опорной пластины, мм

6,0

8,0

8,0

8,0

плотность установки, анк. /м2, не менее

0,8

1,0

1,0

1,2

наличие затяжки

не требуется

требуется

не требуется

требуется

Крепь усиления:

из стоек трения

да

да

да

да

из тумб БКУ

нет

да

нет

да

расчетное сопротивление, кH/м2, не менее

100

200

150

250-300

Суммарное расчетное сопротивление крепи в штреке за лавой, кH/м2

220

400

300

490-540

Охранные конструкции:

Плотность установки тумб БДБ, шт/на 1 м:

1,5

2,5

2,0

3,0

По данным исследований, проведенных в 18 выемочных выработках на 10 шахтах, доля зон с большим количеством слабых контактов в породах кровли выемочных выработок изменяется в пределах от 2 до 89%, при среднем значении 43%. Поэтому своевременный прогноз у груди проходческого забоя зон с различным количеством расслаивающихся слабых контактов в кровле проходимых выработок и дифференцированное применение типовых паспортов с требуемыми в данных зонах параметрами анкерной крепи, крепи усиления и охранных конструкций, позволяют повысить безопасность работ, сократить стоимость и увеличить темпы проведения выемочных выработок.

Существующие способы выявления количества расслоившихся слабых контактов весьма трудоемки, требуют применения сложного и дорогостоящего оборудования и работников с очень высокой квалификацией. Поэтому разработка своевременного прогноза после каждого цикла выемки забоя количества расслоившихся слабых контактов в кровле, является весьма актуальной задачей.

На рисунке 2 показана взаимосвязь между количеством трещин расслоения по слабым контактам Nтрр и фактическим средним сопротивлением анкерной крепи на первых четырех рядах от забоев Рср в шести выемочных штреках с кровлей прочностью от 50 до 130 МПа и глубиной заложения от 440 до 917 м.

Между указанными признаками имеется регрессионная зависимость вида

Nтрр = -3,322 + 0,1092 Рср, штук, (2).

Данная зависимость верна в пределах 31 кH/м2 < Рср < 160 кH/м2. Расчетный коэффициент линейной корреляции Rрасч между Nтрр и Рср равен 0,897. Так как, Rрасч = 0,897 >Rкрит = 0,251 при уровне значимости 0,01 и числе степеней свободы 119, следовательно, гипотеза о значимой линейной связи между указанными показателями не может быть отвергнута.

Рисунок 2 – Взаимосвязь между количеством трещин расслоения в кровле (Nтрр) и фактическим средним сопротивлением анкерной крепи (Рсрз) на первых четырех рядах от забоя в опасных зонах (отмечались вывалы пород и разрушения анкеров) и в неопасных зонах (вывалы пород и разрушения анкеров отсутствовали).

На основании проведенных исследований автором предлагается определять количество расслаивающихся слабых контактов в кровле выработки по величине среднего фактического рабочего сопротивления первых четырех рядов анкеров от забоя, измеряемого с помощью динамометрического ключа.

Если фактическое среднее сопротивление анкеров в кровле выработки составляет не более 70 кH/м2 на первых четырех рядах от забоя, то это указывает на отсутствие интенсивного расслоения кровли.

В том случае, если среднее натяжение анкеров АСГ1 (АСР1) на первых четырех рядах от забоя составляет более 70 кH/м2, то количество расслоившихся слабых контактов будет большим (более 4 штук) и его можно определить по зависимости 2.

Проведенные исследования позволили разработать методику прогноза количества расслоившихся слабых контактов в кровле и выбора типовых паспортов крепления и охраны выемочных выработок на шахтах Российского Донбасса, основные положения которой состоят в следующем.

После каждого цикла выемки и креплении забоя с помощью динамометрического ключа проходчиками определяется фактическое среднее рабочее сопротивление сталеполимерных анкеров типа АСГ1 или АСР1 в первых четырех рядах от забоя Рср. Если Рср в течение не менее 3 циклов проведения и крепления оказывается 70 кH/м2, то зона считается неопасной по расслоению кровли и дальнейшее проведение выработки осуществляется по типовому паспорту для неопасной зоны. Если Рср >70 кH/м2 хотя бы на одном цикле измерения, то зона считается опасной по расслоению кровли и проведение выработки должно осуществляться по типовому паспорту для опасной зоны.

После начала эксплуатации очистного забоя в границах опасных и не опасных зон используются соответствующие типовые паспорта на установку крепи усиления и охранных конструкций.

Опытно-промышленная проверка разработанной методики производилась в конвейерном штреке №409 шахты «Замчаловская» ОАО «Замчаловский антрацит», пройденном по пласту К2Н на глубине 917 м, при непосредственной кровле, сложенной песчаным сланцем прочностью 80-90 МПа.

При общей длине выработки 1640 м, только на протяжении 143 м (8,7 % от общей длины) в непосредственной кровле прогнозировалось и фактически имелось большое количество расслоившихся слабых контактов (от 4 до 14 штук), на остальной длине штрека их количество составляло 0-3 штуки.

Результаты проведенных исследований подтвердили надежность разработанной методики прогноза и эффективность применения на длине 143 м типового паспорта ТП4, а на длине 1497 м, типового паспорта ТП3. Применение разработанной методики позволяет не только обеспечить безопасное повторное поддержание штрека №409, но и получить расчетный экономический эффект по сравнению с существующим паспортом и применением типового паспорта ТП4 на всей протяженности штрека соответственно в размере 11,717 и 12,151 млн. рублей (или 7,145 и 7,409 млн. рублей на 1 км длины штрека).

Внедрение разработанных типовых паспортов крепления и охраны повторно используемых штреков осуществляется на шахтах «Замчаловская», «Дальняя» «Обуховская» и «Шерловская-Наклонная», что позволило увеличить безопасность работ и технико–экономическую эффективность поддержания выемочных выработок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся законченной научно-квалификационной работой, на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные технологические разработки по обоснованию эффективных параметров крепей и охранных конструкций в выемочных штреках с прочными породами кровли, содержащими слабые контакты, обеспечивающих безопасное и экономически эффективное их поддержание и имеющих существенное значение для угольной промышленности России.

Основные научные и практические результаты исследований, полученные лично автором, состоят в следующем:

1. Шахтными исследованиями и моделированием методом МКЭ установлено, что доминирующим фактором, определяющим в выемочных выработках с породами кровли прочностью 50-130 МПа размеры зоны неупругих деформаций кровли, смещения породного контура, а также фактические нагрузки на анкерные крепи, крепи усиления и охранные конструкции, является количество расслоившихся слабых контактов в 2,5 м интервале пород кровли.

2. Экспериментами в шахтных условиях установлено, что по величине среднего фактического сопротивления анкерной крепи на первых четырех рядах анкеров от забоя выработок, соответственно в пределах 0-70 кH/м2 и 71-170 кH/м2, можно выделять зоны в кровле выработок, в которых имеется малое (0-3 штуки) или большое (от 4 до 17 штук) количество расслоившихся слабых контактов

3. Моделированием методом МКЭ и шахтными экспериментами обоснованы требуемые по интенсивности проявлений горного давления длина анкеров и расчетное сопротивление сталеполимерной анкерной крепи, соответственно равные при малом и большом количестве слабых контактов 2,0 и 2,4 м и 140-150 и 240-300 кH/м2, что позволяет обеспечить устойчивое и безопасное поддержание выработок вне зоны влияния очистных работ.

4. Доказано, что при малом и большом количестве слабых контактов в кровле выемочных выработках в зонах влияния очистных работ должны применяться повторно используемые крепи усиления в виде стоек трения из СВП27 с замками ЗПК и тумб из блоков БКУ с расчетным сопротивлением соответственно 100-150 и 200-300 кН на 1 м2 кровли, а также охранные конструкций в виде тумб из деревянно-бетонных блоков с плотностью установки 2-3 тумбы на 1 м, что обеспечивает устойчивое состояние кровли в выработках со сложными горно-геологическими условиями.

5. Разработаны технические требования к крепи усиления в виде тумб из блоков БКУ, устанавливаемой в выемочных выработках в зоне влияния очистных работ и при стендовых и шахтных испытаниях определены её параметры: несущая способность не менее 3000 кН и податливость не более 150 мм при высоте тумб до трех метров.

6. Разработана методика прогноза количества расслоившихся слабых контактов в кровле и выбора типовых паспортов крепления и охраны выемочных выработок на шахтах Российского Донбасса, использование которой в выемочных штреках с породами кровли, содержащими слабые контакты, позволяет обеспечить их эффективное и безопасное поддержание.

7. Проведенная в условиях конвейерного штрека №409 шахты «Замчаловская» ОАО «Замчаловский антрацит» опытно-промышленная проверка показала, что использование данной методики позволило обеспечить безопасное поддержание штрека №409, а расчетный экономический эффект в расчете на 1640 м длины штрека №409 по сравнению с существующим паспортом составляет 11,717 млн. рублей.

8. Разработанные типовые паспорта крепления и охраны выемочных выработок используются на 4 шахтах Российского Донбасса.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Издания, рекомендуемые ВАК Минобрнауки России:

1. Беликов В.В., Беликов А.В. Повышение эффективности отработки тонких угольных пластов на шахтах России // Техника и технологии угольных предприятий. Изв. Вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Специальный выпуск Новочеркасск: 2005. – С. 74-76.

2. Беликов В.В., Беликов А.В. Методика определения параметров охранных конструкций в виде тумб из деревянно-бетонных блоков при бесцеликовой охране подготовительных выработок // Совершенствование техники и технологии угледобычи. Изв. Вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Специальный выпуск Новочеркасск:, 2006. – С. 72-74.

3. Беликов В.В., Беликова Н.В., Беликов А.В. Статистические зависимости параметров охранных конструкций в виде тумб из деревянно-бетонных блоков от основных горно-геологических и горнотехнических факторов // Совершенствование техники и технологии угледобычи. Изв. Вузов. Северо-Кавказский регион. Техн. науки. Специальный выпуск. Новочеркасск.:– 2006. – С. 69-71.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»