Досліджено питання прогнозу обвалення важкокерованої покрівлі у лавах пологих пластів Донбасу. Обгрунтовано параметри обвалення важкокерованої покрівлі у цих лавах. Запропоновано новий підхід до розрахунку кроку первинної посадки покрівлі та критерію характеру обвалення порід. Обгрунтовано та встановлено зміну величини опорного тиску залежно від кількості шарів, що входять до області зрушення над виробленим простором, з урахуванням їх кількості та послідовності зрушення. Встановлено залежність руйнівних напружень на верхній і нижній межі породного шару, від кількості шарів, що прогнулися або обвалилися, які беруть участь в області зрушення. Встановлено залежність межового прогону породних шарів покрівлі в області їх зрушення, яка враховує формування руйнівних напружень на межах шарів і вплив довжини лави. Обгрунтовано критерій характеру обвалення безпосередньої та основної покрівлі на момент первинної посадки залежно від типу руйнівних напружень на межах шарів, міцнісних властивостей, потужності та кількості породних шарів, що входять до області зрушення. Встановлено, що для сланцю глинистого та сланцю піскового залежно від потужності породного шару, покрівля може обвалитися дрібними фракціями та великими блоками. Використання результатів досліджень на гірничих підприємствах дозволяє обгрунтовано застосовувати необхідні заходи щодо управління важкокерованою покрівлею, уникнути аварійних ситуацій і підвищити безпеку ведення очисних робіт. Розроблено рекомендації щодо визначення параметрів обвалення на момент первинної посадки безпосередньої та основної покрівлі, які впроваджено на шахті "Красноармійська - Західна N1", "Родинська" та шахті ім. Стаханова, одержано хорошу збіжність прогнозних і фактичних даних з точністю 15 %. Очікуваний економічний ефект для трьох добувних дільниць від впровадження цих заходів становить 1 192,6 тис. грн./р.

  Скачати повний текст

Встановлено геомеханічні закономірності зміни граничних напружених станів складноструктурного порідного масиву, що залягає у покрівлі, під час обробки положистих вугільних пластів за допомогою суцільної системи розробки. Проведено дослідження процесу обвалення порід покрівлі вугільного пласту на моделях з еквівалентних матеріалів. За допомогою комп'ютерного моделювання процесу обвалення складноструктурної покрівлі у лавах простежено зміни НДС для важкообваленої покрівлі положистого вугільного пласту на основі методу скінчених елементів. На підставі аналізу натурних, лабораторних та аналітичних досліджень запропоновано трьохстадійну модель обвалення порід покрівлі положистих вугільних шарів, що дозволяє для конкретних гірничо-геологічних умов прогнозувати основні параметри процесу руйнування породного масиву під час пересування лави. На основі встановлених закономірностей прогнозування та одержаних формул для величин генерального та сталого обвалень розроблено номограму.

  Скачати повний текст

Запропоновано підхід до прогнозу зон обвалень у довгих очисних вибоях, що грунтується на стохастичній природі факторів, які обумовлюють стійкість покрівлі. Установлено середньоквадратичні відхилення від найбільш вірогідних значень параметрів: міцності порід, опору механізованого кріплення та діючих у масиві напружень. Виявлено, що коливання міцності порід зменшуються за умов підвищення коефіцієнта міцності за Протодьяконовим, коливання опору механізованого кріплення збільшується внаслідок зносу комплексу, коливання діючих у масиві напружень є приблизно постійними і становлять 6 МПа. Обгрунтовано вид критерію стійкості покрівлі, з використанням якого розраховується найбільш вірогідне його значення. Вказано, що на підставі значень коливань вхідних параметрів можливе встановлення коливання значення критерію стійкості та виявлення зони можливого обвалення порід у межах виїмкового стовпа за різної надійності прогнозу.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано параметри технології фізико-хімічного зміцнення покрівлі на протяжних ділянках лав, що базується на закономірностях фільтраційних, сейсмоакустичних, структурно-механічних властивостей порушеного масиву і призначена для підвищення ефективності роботи лав за умов нестійкої покрівлі. Встановлено вплив на тріщинну проникність покрівлі спереду очисного вибою міцності порід, глибини розробки та неоднорідності масиву. Наведено методики розрахунку товщини зміцненого хімічним складом шару покрівлі, необхідного для збереження її стійкості та для розрахунку відстані між анкерами за комбінованого способу зміцнення. Розроблено методику визначення параметрів технології фізико-хімічного зміцнення покрівлі лав.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне узагальнення та розв'язано актуальну науково-технічну проблему - запобігання травматизму від обвалювань пород в очисних гірничих виробках вугільних шахт, яке базується на врахуванні геомеханічних особливостей процесу руйнування вуглевміщувальних бічних порід внаслідок зміни їх напружено-деформованого стану, встановленні ступеня впливу діючих факторів на травматизм від обвалювань, розробці прогресивних засобів і способів запобігання обваленням і травматизму. Установлено функціональну залежність показників травматизму під час обвалювання пород від типу структури покрівлі вугільного пласта. Розкрито основні закономірності прояву травматизму у разі обвалювань пород залежно від складу покрівлі, глибини ведення гірничих робіт і потужності безпосередньої покрівлі вугільного пласта, кількості порушень вимог нормативних документів. Результати дослідження використано як складові нормативних документів, що регламентують порядок застосування розроблених засобів і способів запобігання травматизму від обвалювань пород. Завдяки впровадженню результатів роботи у вугільній промисловості України досягнуто зменшення кількості травмованих від обвалювання пород на 20 % і одержано економічний ефект 11 943 тис. грн.

  Скачати повний текст

Подано нове вирішення актуальної наукової задачі, яка полягає у визначенні особливостей зрушень порід безпосередньої покрівлі, що оголюються, розкритті механізму підвищення їх стійкості зі збільшенням відстані від вибою лави до місця повних осідань важкообрушуваних пісковиків основної покрівлі для запобігання або різкого зменшення вивалів порід у привибійному просторі в процесі виймання вугілля механізованими комплексами за складних умов великих глибин. Наведено методику розрахунку рівня напружень у породах покрівлі пласта, результати лабораторних і натурних досліджень проявів гірничого тиску в лавах за умов великих глибин.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення технології управління важкообвальною покрівлею (ВОП) під час проведення виробок і тонких пластах, яка базується на закономірностях дії вибуху в масиві та фізико-хімічного зміцнення порід покрівлі лав, вироблений простір яких закладається пустою породою з використанням замкнених породотранспортних систем. Досліджено механізм формування додаткової тріщінуватості та деформацій порід покрівлі, зумовлених впливом на них підривних робіт, визначено ступінь впливу параметрів вибуху на граничний стан породного масиву. Розроблено технологію буропідривних робіт і програму оперативного прогнозу стійкості ВОП для вибору типу кріплення виїмкових виробок з пологим заляганням тонких викидонебезпечних пластів. Запропоновано ефективні засоби механізації породозакладних робіт, обгрунтовано технологію повного та часткового закладання виробленого простору з визначенням розрахункових параметрів і реакції опору охоронної бутової смуги, її ширини за безцілкового виймання викидонебезпечних і самозаймистих пластів.

  Скачати повний текст