Обґрунтування технологічних параметрів концентрації процесів видобування вугілля з вельми тонких пластів
Zusammenfassung
Дисертація присвячена обґрунтуванню раціональних параметрів
технології ведення гірничих робіт єдиною системою декількох очисних
вибоїв, що використовують один транспортний ланцюг та спільну
вентиляційну мережу. У роботі дано нове обґрунтування раціональних
параметрів технології відпрацювання вельми тонких пологих вугільних
пластів для конкретних гірничо-геологічних умов Львівсько-Волинського
вугільного басейну. В результаті теоретичних і промисловоекспериментальних досліджень встановлено змінні геометричні параметри опорної зони попереду очисних вибоїв; виконано оцінку напружено-деформованого стану гірського масиву; встановлено необхідні силові параметри кріплення механізованих комплексів та підготовчих виробок.
Запропоновані рішення впроваджено у технологічні проєкти
відпрацювання запасів вугілля спареними лавами на шахтах ДП
«Львіввугілля». Очікуваний економічний ефект при погашенні двох (усіх)
підготовчих виробок у середньому становитиме 140,0 (41) млн грн. на одну
виймальну дільницю. Диссертация посвящена обоснованию рациональных параметров
технологии ведения горных работ единой системой нескольких очистных
забоев, использующих одну транспортную и вентиляционную цепочку. В
работе дано новое обоснование рациональных параметров технологии
отработки весьма тонких пологих угольных пластов для конкретных горно-геологических условий Львовско-Волынского угольного бассейна. В
результате теоретических и промышленных исследований установлено
переменные геометрические параметры опорной зоны впереди очистных
забоев; выполнена оценка напряженно-деформированного состояния
горного массива; установлены необходимые силовые параметры крепления
механизированных комплексов и подготовительных выработок.
Предлагаемые решения внедрены в технологические проекты отработки
запасов угля спаренными лавами на шахтах ГП «Львовуголь». Ожидаемый
экономический эффект при погашении двух (всех) подготовительных
выработок в среднем составит до 140 (41) млн грн. на один выемочный
участок. The dissertation is devoted to the substantiation of rational parameters of
mining technology by a single system of several working faces using one
transport and ventilation chain. As an example of the solution, a new
substantiation of the rational parameters of the technology of mining very thin
shallow coal seams for specific mining and geological conditions of the Lviv-
Volyn coal basin is given in the manuscript. As a result of theoretical and
industrial studies, variable geometric parameters of the reference zone in front of
the working faces were established; the assessment of the stress-strain state of
the rock mass is carried out; the necessary power parameters for the fastening of
mechanized complexes and preparatory workings have been established.
Application of the application information package SolidWorks made it
possible to adequately reflect the results of modeling the state of the rockmas in
compliance with the principles of dynamic, kinematic and static similarity. An
important element in creating such models was that it became possible to estimate
the field strength of the selected extraction column with the scale of geometric
parameters according to the conversion factors that allow to ensure identity
between the corresponding dimensions of the simulated object and object-nature
(static similarity). The conducted experimental mine researches allowed to
confirm the theoretical researches carried out by means of the mentioned package
of information programs, results of analytical and test investigations.
It has been reported that the establishment of the physical and geometric
parameters of the zone of the support vise is brought up to the value of the change
parameters Х і (parameters of the expansion of the zone and the support vise) and
σ maxi (the value of the maximum external stress) at input stable total values of wallfaces length (l 1 ; l 2 ). Established a regularity for the maximum amount of
stress in the support zone (σ maxi ) by the length of the extraction column, which
varies logarithmically depending on half the length of the pair unit wallfaces
(dl 0 ). This pattern allows to obtain data on the nature of the stress distribution
in front of the working faces at their position 0-0 (double-unit wallface). That
will provide without emerge operation of paired wallfaces at their compulsory
or extremely stop.
According to the results of the performed researches it is established that
the half-distance between two paired wallfaces (l), which is a measure of the
influence of a geomechanical system is described by a multivariate function of
influencing factors (f(x), f(m, j, γ, σ); forms separate sectors of characteristic
stress-strain characteristics of the rockmass, which, when taken out of static
equilibrium by mining operations, are transformed into kinetic energy of loads
for fastening of preparatory workings. Taking into account this function makes it
possible to establish zones along the preparatory workings with the appropriate
power characteristics of the fastening for effective control of rock pressure while
intensifying the processes of extracting work by the simultaneous operation of
two paired wallfaces.
The characteristic zones of rock pressure manifestation along the paired
wallfaces and preparatory workings used as the transport and ventilation network
for two simultaneously worked units are substantiated. Also, schemes of
situational management, technical and technological support of mining operations
are collected, processed and supplemented, which allow to adequately respond to
structural changes in the rock mass and stress state condition.
The obtained results were introduced into the development of
technological projects of coal extraction by mechanized complexes (passports of
coal mining and preparatory workings support) at the mines of Join Stock
Company “Lvivvuhillia”, which allowed the concentration the mining processes
in the form of simultaneous operation of several wallfaces within a separate
section of the mine field. This made it possible to ensure economically feasible
sizes of paired wallfaces (in some cases the double unite operations) and
completeness of coal mining, reduce its cost, increase the efficiency of mining
equipment usage and increase safety in the face.
The offered technological solutions give the possibility to obtain the
expected average economic effect up to 140 (41) million UAH for one
excavation area when two (all) preparatory workings are not reused.