Обґрунтування параметрів способу забезпечення стійкості сполучень підготовчих виробок глибоких вугільних шахт.

Abstract

Робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання підвищення стійкості вузлів сполучень і ділянок протяжних виробок, що примикають до них, що має важливе значення для надійної та безаварійної роботи вугільних шахт. Для різних умов спорудження сполучень та різних етапів їх експлуатації обгрунтовані геомеханічні моделі відповідно до моделювання з використанням метода скінчених елементів. Вперше для гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов шахти ім. В.М. Бажанова ДП «Макєєвугілля» встановлені закономірності розподілу напружень та переміщень породного контура на ділянках сполучень основних підготовчих виробок. Встановлені параметри способу підвищення стійкості сполучень основних підготовчих виробок з використанням анкерних систем кріплення та запропонований комплекс заходів щодо забезпечення їх безремонтної експлуатації.

Работа посвящена решению актуального научно-технического задания повышения устойчивости узлов сопряжений и участков протяженных выработок, примыкающик к ним, что имеет важное значение для надежной и безаварийной работы угольных шахт. Впервые для горно-геологических и горнотехнических условий шахты им. В.М. Бажанова ГП «Макеевуголь» по результатам шахтных и численных исследований установлены закономерности распределения напряжений и перемещений породного контура на участках сопряжений основных подготовительных выработок. Величина смещений контура непосредственно на сопряжении выработок составляет 60…90 см, зависимость смещений во времени носит незатухающий характер, деформации массива приводят к потере устойчивости конструкций крепи сопряжений и необходимости проведения ремонтных работ. Установлено, что протяженность зоны влияния узла сопряжения при одностороннем примыкании выработки составляет 20…25 м, имеет линейную зависимость по длине и, при отсутствии активных способов охраны, приводит к существенному снижению устойчивости выработки на длину в 2…3 раза превышающую начальную зону влияния. Для разных условий сооружения сопряжений и разных этапов их эксплуатации обоснованы геомеханические модели применительно к моделированию с использованием метода конечных элементов. Рассмотрены вопросы устойчивости сопряжений протяженных выработок в зависимости от их конструкции (угла примыкания выработок), времени сооружения (в забое основной выработки и с отставанием от забоя), а также от на-правления проведения сопрягающихся выработок. Установлено, что устойчивость сопряжений, сооружаемых непосредственно в забое основной выработки, будет выше, чем при его сооружении на не-котором расстоянии от забоя. Перемещения контура примыкающих выработок в первом случае уменьшаются в 1,5…2,0 раза. Также устойчивость узла сопряжения будет снижаться по мере увеличения времени его сооружения после проведения основной выработки (с увеличением расстояния от забоя основной выработки). Установлено, что при приближении одной выработки к другой, большее влияние испытывает та выработка, которая приближается. При этом зона активного влияния выработок распространяется на расстояние до 4,5 м и сохраняется вплоть до сближения выработок на расстояние до 11,0 м. Установлены параметры способа повышения устойчивости сопряжений основных подготовительных выработок с использованием анкерных систем крепления и предложен комплекс мероприятий по их безремонтной эксплуатации. Ожидаемый экономический эффект от использования рекомендаций по повышению устойчивости сопряжений магистральных протяженных выработок за счет исключения ремонтных работ, связанных с полным перекреплением узла сопряжений и подрывкой пород почвы составит 543.083 тыс. грн.

Work is devoted the decision of important scientific and technical task of increase stability of knots of interfaces and areas of the of long workings which join to them, that has an important value for reliable and accident-free work of coal mines. For the different terms of building of interfaces and different stages of their exploitation their geomechaniс models are grounded for a design with the use of finite elements method. First for the rock-geological and technical terms of mine the name of V.M. Bazhanova GP «Makeevugol'» is set conformity to the law of distributing of tensions and deformations of rock mass on the areas of interfaces of the basic of long workings. The parameters of method of increase of firmness of interfaces of the basic of long workings with the use of the anchor systems of fastening and complex of measures are set on their maintenance-free exploitation.