Повышение эффективности работы шахт ГП «Ровеньктантрацит» на основе исследования геомеханических моделей

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 – “Геотехнічна і гірнича механіка”. Національний гір-ничий університет, 2009 р. Встановлені закономірності обвалення порід покрівлі лави від швидкості посування очисного вибою. Встановлено, що крок первинного і усталеного обвалення порід основної покрівлі, прямо пропорційний швидкості посування вибою лави і зворотньо пропорційний комплексному показнику умов розробки. Досліджено напружено-деформований стан геомеханічної системи “вироб-ка-цілик-лава”. Обґрунтовано, що максимальна стійкість підготовчих виробок забезпечується при ширині запобіжного цілика, що дорівнює 10 м. Виявлено, що у тілі цілика формується у процесі деформування жорстке ядро ущільнення, яке є концентратором напружень і впливає на стійкість підготовчих виробок. Обґрунтований перехід від стовпової до суцільної системи розробки з рекомен-дованими параметрами ціликів. Економічний ефект при довжині виїмкового стовпа 1200 м складає 13,9 млн.грн. Втрати вугілля у ціликах знижено з 19 до 9 %.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.15.09 – «Геотехническая и горная механика». Национальный горный университет, Днепропетровск, 2009 г. Добыча угля на шахтах ГП «Ровенькиантрацит» происходит на глубинах, превышающих 1000 м, в сложных горно-геологических условиях. Отработка пластов осуществляется с помощью столбовой системы разработки с охраной подготовительных выработок целиками угля. Длинные выемочные столбы, большая ширина целиков приводит к тому, что капитальные вложения используются неэффективно. Велики потери угля в целиках. Устойчивость подготовительных выработок низкая. Цель исследований заключалась в обосновании целесообразности перехода от столбовой к сплошной системе разработки путем исследования геомеханических моделей и поиска такой ширины предохранительных целиков, при которой уровень эксплутационных затрат станет минимальным, а устойчивость подготовительных выработок – максимальной. Для достижения цели были выполнены натурные, лабораторные и аналитические исследования. Натурные исследований позволили установить закономерности обрушения пород кровли в лаве в зависимости от глубины залегания пластов и структуры вмещающих пород, скорости подвигания очистного забоя. Это позволило прогнозировать участки подготовительных выработок, требующих усиления крепи с целью снижения затрат на последующий ремонт. Натурные исследования и лабораторное моделирование на эквивалентных материалах позволило в первом приближении установить, что предохранительные целики обеспечивают максимальную устойчивость подготовительных выработок при их ширине. 5-15 м. Аналитические исследования были выполнены методом конечных элементов. Исследовалось напряженно-деформированное состояние геотехнической системы «выработка-целик-лава». В результате было установлено, что в теле предохранительного целика в процессе его деформирования формируется так называемое ядро уплотнения. Его размеры тем больше, чем шире целик. Ядро играет роль концентратора напряжений существенно ухудшает состояние подготовительной выработки. При ширине целика 10 м размер ядра минимален, а устойчивость выработки – максимальна. Экономические расчеты показали, что переход от столбовой к сплошной системе разработки при ширине целиков 10 м и усилением крепи участков выработки в местах обрушения пород кровли позволяет при длине выемочного столба 1200 м получить эффект 13,9 млн.грн.

The dissertation nominated for the Candidate of technical sciences in the specialty 05.15.09 – “Geotechnical and mining mechanical engineering”. National Mining University, 2009. Geo-mechanical system “working-pillar-face” in the mode of deformation is investigated. It is substantiated, that maximal sustainability of development openings is ensured when the width of protective pillar is 10 m. The objective laws of main roof rock failure in the mine face and advance speed of breakage face are established. It is ascertained, that a firm kernel of compaction is formed in the pillar body. This kernel is a tension concentrator and influences on sustainability of development openings. The transition from pillar to allwork mining method with recommended parameters of pillars is justified. The economic effect of the 1200 m coal pillar is 13,9 mln. hrn. The coal losses in the protective pillars are decreased from 19 to 9%.