Параметри технології зведення та конструкції комбінованого кріплення капітальних виробок шахт при активізації геотехнічних факторів.

Abstract

В диссертации поставлена и решена актуальная научно-техническая зада- ча обоснования рациональных параметров конструкции комбинированной кре- пи и технологии ее возведения для длительного поддержания выработок с ми- нимальными затратами на ремонтные работы для условий шахт Западного Донбасса. В качестве основного объекта исследований выбрана шахта им. Героев космоса ЧАО «ДТЕК Павлоградуголь», в горно-геологических и горнотехниче- ских условиях которой был выполнен комплекс шахтных исследований. По результатам визуального и инструментального исследования вырабо- ток впервые установлено, что смещения контура выработок, проводимых в сла- бых породах, имеют экспоненциальную зависимость от расстояния до забоя. При этом сравнительно с результатами более ранних исследований, рост сме- щений контура выработок увеличился в 1,32 раза, а также уменьшилась дли- тельность активного периода деформирования приконтурных пород в 2…2,5 раза. Установлено, что повышение интенсивности деформаций породно- го массива объясняется увеличением площади сечения выработок, техногенно- го влияния отработанных и действующих лав. Разработана новая численная модель породного массива, вмещающего одиночную протяженную выработку учитывающая особенностей деформиро- вания приконтурного массива пород на шахтах Западного Донбасса. На основе численного моделирования установлены закономерности де- формирования приконтурных пород в зависимости от конструктивных и техно- логических параметров комбинированного крепления. Доказано, что устойчивость капитальных выработок, проводимых в сла- бометаморфизованных породах, обеспечивается применением комбинирован- ной конструкции крепи на базе металлической арочной, установкой в забое в сводчатой части выработки не менее 5 анкеров для стабилизации деформаци- онных процессов и своевременным проведением тампонажа закрепного про- странства для изоляции вмещающих пород с созданием дополнительного не- сущего слоя толщиной 150-250 мм, что позволяет в 1,5-2 раза снизить пучение пород почвы и в 2 раза увеличить шаг рамной крепи. Для совершенствования технологии тампонажа закрепного пространства капитальных выработок: предложен и внедрен механизированный пикотаж же- лезобетонной затяжки с использованием торкрет установки; предложено ис- пользование профнастила в качестве между рамного ограждения и обоснованы технологические параметры его применения. Результаты исследований внедрены в виде «Рекомендации по выбору па- раметров комбинированных рамно-анкерных креплений протяженных вырабо- ток в условиях больших деформаций породного массива» и «Методика числен- ного моделирования параметров и технологии возведения комбинированного крепления типа АСН-А» на шахте имени Героев космоса ЧАО «ДТЭК Павло- градуголь». Результаты исследований могут быть использованы в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях угольных шахт.

В дисертації поставлена та вирішена актуальна науково-технічна задача обґрунтування раціональних параметрів конструкції комбінованого кріплення і технології його зведення з метою тривалого підтримання виробок з мінімаль- ними витратами на ремонтні роботи для умов шахт Західного Донбасу. В якості основного об’єкту досліджень обрано шахту ім. Героїв космосу ПрАТ «Павлоградвугілля», в гірничо-геологічних та гірничотехнічних умовах якої було виконано комплекс шахтних досліджень. Розроблено нову чисельну модель породного масиву, що враховує особ- ливості деформування приконтурного масиву порід на шахтах Західного Дон- басу. Результати досліджень впровадженні у вигляді «Рекомендації щодо вибо- ру параметрів комбінованих рамно-анкерних кріплень протяжних виробок в умовах великих деформацій породного масиву» і «Методики чисельного моде- лювання параметрів і технології зведення комбінованого кріплення типу АСН- А» на шахті імені Героїв космосу ПрАТ «ДТЕК Павлоградвугілля». Результати досліджень можуть бути використані в аналогічних гірничо-геологічних і гір- ничотехнічних умовах вугільних шахт.

The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and technical problem of substantiating of the combined support design's rational parameters and its technology of construction with the aim of long-term maintenance of workings with minimal repair costs for the conditions of the Western Donbass mines. The mine named Heroiv Kosmosu, PJSC « DTEK Pavlhradvuhillia», was cho- sen as the main object of the research. The research was implemented in the mining and geological conditions of this mine. The new numerical model peculiar that considers deformation properties of the rock mass near the working`s contour in the Western Donbass mines was developed. The research results were implemented in the form of «Recommendations for choosing the parameters of the combined frame and roof bolting support of extended workings under the conditions of large rock mass deformations» and «Methodology of numerical modeling of AMS-A type combined support construction’s parameters and technology» at the mine named Heroiv Kosmosu, PJSC « DTEK Pavlhradvuhil- lia». The research results can be used in a similar mining and geological conditions of a coal mines.