Прогнозування параметрів процесів зрушення підроблених породного масиву та земної поверхні після відпрацювання антрацитових пластів.

Abstract

Дисертація присвячена дослідженню і прогнозуванню тривалості процесів зрушення підроблених вугільними пластами порід і земної поверхні після припинення очисних робіт. Розроблена якісна модель спільного зрушення підроблених порід і земної поверхні починаючи з обвалу безпосередньої і основної покрівель в очисній виробці і закінчуючи процесами ущільнення порід всієї підробленої товщі, яка дозволила розробити методику прогнозування тривалості цих процесів. Виведена теоретична залежність для визначення гранично можливого осідання земної поверхні при неповній її підробці. Запропоновано емпіричні залежності середньої швидкості осідання порід і земної поверхні, і загальної тривалості процесів зрушення від відстані до підроблюваних об'єктів. Отримані емпіричні залежності визначення максимального осідання земної поверхні в мульді зрушення на стадії ведення очисних робіт відповідно для антрацитових пластів, умов Західного Донбасу і пластів з вугіллям середнього ступеню метаморфізму. Вони враховують ступінь розвитку очисних робіт, глибину їх ведення, потужність відпрацьованих пластів і міцнісні властивості вміщуючих порід. Запропонована методика прогнозування тривалості процесів зрушення підроблених порід і земної поверхні після відпрацювання вугільних пластів. Результати досліджень на підставі десятирічних спостережень за осіданням земної поверхні пройшли перевірку шляхом оцінки загальної тривалості зрушення і ущільнення порід в реальних умовах.

Диссертация посвящена исследованию и прогнозированию длительности процессов сдвижения подработанных угольными пластами пород и земной по-верхности после прекращения очистных работ. Определение закономерностей процесса сдвижения земной поверхности при её подработке очистными выработками является одной из основных задач при отработке угольных пластов. Достоверный прогноз параметров сдвижения земной поверхности способствует успешному решению других, не менее важных, задач горного производства. К ним, кроме защиты объектов на земной поверхности, относятся выбор места расположения горных выработок и рациональных способов их охраны от влияния горного давления, прогноз газовыделения из подрабатываемых источников, обоснование рациональных схем проветривания выемочных участков, расчет несущей способности крепи и многое другое. При решении указанных задач существенное значение имеет установление динамики процесса сдвижения и выделение его характерных стадий. Общая продолжительность сдвижения земной поверхности делится на три стадии: начальную, активную и затухания. Установление указанных стадий согласно нормативным документам производится достаточно условно и в современных условиях больших глубин разработки существующий подход к их определению нельзя признать полностью корректным. Актуальность работы обусловлена тем, что до настоящего времени отсутствуют экспериментальные и теоретические исследования, согласно которым можно было бы оценить длительность процессов сдвижения подработанных пород и земной поверхности после отработки угольных пластов. Выполнен анализ литературных источников и научных положений дейст-вующих нормативных документов, согласно которым определяется продолжи-тельность сдвижения подработанных пород и земной поверхности на стадии ведения очистных работ. Разработана качественная модель совместного сдвижения подработанных пород и земной поверхности начиная с осадки непосредственной и основной кровель в очистной выработке и заканчивая процессами уплотнения пород всей подработанной толщи, которая позволила разработать методику прогнозирования длительности этих процессов. Выведена теоретическая зависимость для определения предельно возможного оседания земной поверхности при неполной ее подработке. Предложены эмпирические зависимости средней скорости оседания пород и земной поверхности, и общей продолжительности процессов сдвижения от расстояния до подрабатываемых объектов. Получены эмпирические зависимости определения максимального оседания земной поверхности в мульде сдвижения на стадии ведения очистных работ соответственно для антрацитовых пластов, условий Западного Донбасса и пластов с углями средней степени метаморфизма. Они учитывают степень развития очистных работ, глубину их ведения, мощность разрабатываемых пластов и прочностные свойства вмещающих пород. В зависимости от полноты имеющихся исходных данных предложено несколько методик прогнозирования длительности процессов сдвижения подработанных пород и земной поверхности после отработки угольных пластов. Результаты исследований на основании десятилетних наблюдений за оседанием земной поверхности прошли проверку путем оценки общей продолжительности сдвижения и уплотнения пород в реальных условиях.

A qualitative model developed by the joint displacement earn rocks and surface sediments from the immediate and main roofs in the development of wastewater treatment and finishing processes of the entire seal rock strata earn, which allowed to develop a methodology to predict how long these processes. We derive a theoretical relation to determine the maximum possible subsidence of the earth's surface in its incomplete underworking. Proposed an empirical dependence of the average sedimentation rate of rocks and earth surface processes and the total displacement on the distance to the undermining of objects. The empirical dependences for determination of maximum subsidence of the earth's surface in the trough displacement at the stage of sewage treatment works respectively for anthracite seams, and the conditions of the Western Donbass coal seams with an average grade of metamorphism. They take into account the development of clean - up operations, the depth of their authority, power and recovery of developed mechanical properties of host rocks. Depending on the completeness of the available raw data suggested several methods to predict how long displacement process earn the Earth's surface rocks, and after working coal seams. The results of studies based on decades of observations of the settling of the earth's surface have been tested by estimating the total length of displacement and compaction of rocks in the real world.