Наукові основи керування технологічними процесами гірничих робіт в зонах структурних змін гірського масиву

Відомо, що швидкість виймання вугілля комбайном впливає на стійкість безпосередньої покрівлі, особливо, коли виймання вугілля проводиться в зонах нестійких порід, до яких відносяться зони інтенсивної тріщинуватості й виклинювання літологічних різниць при їх заміщенні. Концентрація напруження масиву, що мала місце, посилюється за рахунок переміщення опору в глибину масиву. Даний ефект посилюється при збільшенні кута залягання літологічних різниць, коли стрибок напруження відбувається за малий проміжок часу на невеликому відрізку лави. Відбувається розшарування порід і їх обвалення в робочий простір лави.

Для зниження дії даного ефекту пропонується змінювати швидкість виймання вугілля комбайном з досягненням зворотної залежності формування напруження в масиві від даного технологічного параметра. У прийнятій технологічній схемі виймання вугілля це досягається за рахунок корегування планограми робіт в лаві та оперативного втручання в технологічні процеси.

Корегування швидкості виймання вугілля комбайном виконується з урахуванням ширини захвату комбайна та початкового опору секцій кріплення. Щоб уникнути топтання кріплення, чим спричиняється його руйнування та обвалення в робочий простір, необхідно секції кріплення вводити до контакту з породами покрівлі. Таким чином збільшиться податливість кріплення на величину просідання стояка, необхідну для початкового і робочого розпору секцій кріплення. На певному відрізку часу перекриття секції кріплення виконує підтримуючу функцію для запобігання порушення стійкості порід до відслонення.

Щільність установлення кріплення та його податливість це два технологічних параметри, які дозволяють синхронізувати й керувати процесом опускання порід в гірничих виробках і виробленому просторі очисного забою.

Виконані дослідження підтверджують існуючі закономірності зміни напружено-деформованого стану масиву гірських порід від податливості кріплення. При збільшенні податливості кріплення, напруження у породах знижуються, що є сприятливим чинником для забезпечення стійкості порід на контурі виробок.

На підставі отриманих в дисертації закономірностей рекомендується добирати податливість кріплення виїмкових виробок та їх спряжінь із лавою так, щоб робочий опір кріплення не перевищував необхідну реакцію на навантаження, яке формується при конвергенції порід. Для цього необхідно передбачити диференційований підбір стояків посилення, у яких характеристика відповідає режиму формування навантаження, в перехідних зонах структурних змін масиву порід.

В умовах, коли структуру масиву складають потужні й міцні породи, розшарування породного масиву за літологічними різницями або на окремі шари спричиняє необоротні наслідки. Для вдосконалення керування станом масиву гірських порід запропоновано перенести керування гірським тиском в глибину, де зароджуються концентрації напруження.

Розшарування в глибині масиву формують напруження в породних шарах безпосередньої покрівлі, а параметри анкерного кріплення й кріплення посилення не дозволяють керувати цим процесом. За цих умов пропонується використовувати глибокі тросові анкери.

З виїмкової виробки у вертикальній площині бурять свердловину й штанговий шпур у бік виїмкового стовпа на глибину прийнятої потужності шарів для керування гірським тиском. Свердловина буриться під кутом 45о глибиною 20…25 м так, щоб свердловина увійшла до другого потужного шару на глибину 2,0…2,5 м. Ця частина свердловини є якорем для тросового анкера. Штанговий шпур бурять під кутом 30о до пересічення другого шару.

Після буріння, в порожнину свердловини і штангових шпурів подається в'язкий розчин і тросовий канат діаметром 20…22 мм. Діаметр троса підбирається за здатністю витримувати необхідне навантаження. Тросові анкери встановлюються через 5…6 м попереду забою лави за зоною опорного тиску. Випередження лави повинне складати величину, яка співвідноситься з посуванням очисного забою з врахуванням часу на виконання робіт з установлення анкерів і часу на перехід масиву в монолітний стан, коли тросовий анкер може працювати під навантаженням.

Таким чином, можна забезпечити рівномірність формування несучого шару покрівлі незалежно від зміни потужності літологічної різниці або її заміщення іншою різницею.

У зонах інтенсивної тріщинуватості порід та їх розшарування пропонується нагнітати в'язкопластичні матеріали на основі глинистих розчинів, а в зонах розкритих глибоких тріщин - системне відведення води з подальшим застосуванням глинисто-цементних розчинів.

Утворення розшарування та прориви води в гірничі виробки негативно впливають на ефективність гірничих робіт. Для керування станом масиву в його глибині пропонується використовувати природні й техногенні фактори для зміни структури масиву порід. Фізична сутність даної пропозиції зводиться до того, щоб збільшити вологість масиву шляхом заповнення порожнин розшарування глинистими розчинами або зволожувати глинисті літологічні різниці підземними водами, які можуть надходити з розташованих зверху горизонтів. За рахунок набухання літологічних різниць збільшується їх об'єм, і масив порід набуває зв'язаної структури.

Технологія заповнення порожнин розшарування глинистими розчинами складається з буріння свердловин і закачування глинистих розчинів в порожнину з наступною герметизацією свердловин. Об'єм глинистого розчину повинен покрити похилі поверхні розломів порідних утворень та зволожити їх, без доведення до рідкого стану. Глинистий розчин подається порціями з урахуванням його відкладення й переходу в нерухомий стан. За наявності в керованій товщі порід шарів або прошарків глинистих сланців, схильних до набухання при зволоженні, частку шахтних вод можна спрямовувати в ці шари і прошарки.

Таким чином, прискорюється змонолічування масиву порід й усуваються порожнечі. Не виникає простір для обвалення потужних шарів на великій площі, що запобігає можливості виникнення вторинних осідань покрівлі й деформації виїмкових виробок.

Посування гірничих робіт розкриває глибокі розломи у масиві порід, які призводять до проникнення підземних вод в гірничі виробки. За цих умов необхідно застосовувати надійно апробований спосіб гідравлічного гідророзриву порід, розкриття тріщин і створення спрямованого відведення води по свердловині з масиву.

ВИСНОВКИ

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішена важлива науково-практична проблема створення наукових основ керування технологічними процесами гірничих робіт в зонах структурних змін гірського масиву на основі одержаних нових закономірностей, що обґрунтовують ідею встановлення нового комплексного критерію оцінки технологічності запасів у виїмковому полі з урахуванням геологічних і гірничотехнічних факторів. Це дозволяє керувати технологічними параметрами гірничих робіт і ефективно застосовувати засоби механізації очисного виймання вугільних пластів, що має важливе значення для вугільної промисловості України.

Основні наукові і практичні результати полягають у наступному:

Виконаний аналіз структурних змін в літотипах порід підтверджує складність структурних форм, що зустрічаються при вийманні вугілля довгими виїмковими стовпами. Встановлені закономірності зміни структури масиву, яка властива східній частині Донбасу.

Збільшення швидкості посування лави зменшує опускання порід в робочому просторі лави незалежно від структурної будови масиву порід, а збільшення потужності пісковиків в покрівлі вугільних пластів диференціює динаміку опускання порід із поділом на два характерні діапазони, що впливають на напружено-деформований стан покрівлі. При швидкостях 2 … 6 м/доб напруження збільшується в півтора рази, а при швидкостях 6….10 м/доб - більш ніж в 3 рази. Це дозволяє планувати навантаження на очисний забій з урахуванням структурної будови масиву та застосовувати засоби для керування гірським тиском.

Показники стійкості порід в зоні рухомого забою лави знаходяться в прямій залежності від характеристик структурної будови літологічних різниць, довжини лави і швидкості її посування. Збільшення швидкості посування лави призводить до збільшення напруження в покрівлі незалежно від структурної будови, але інтенсивність напруження є різною, а величина опускання безпосередньої покрівлі нелінійно залежить від швидкості виймання вугілля комбайном. Це дозволяє цілеспрямовано керувати технологічними параметрами очисних робіт для підвищення їх ефективності.

Вперше встановлено, що при будові масиву порід із близькими параметрами за потужністю й міцнісними характеристиками літологічних різниць напруження змінюються за експоненціальною залежністю від швидкості посування лави, а зі збільшенням потужності шару порід безпосередньої покрівлі - за поліноміальною залежністю.

Встановлено, що збільшення швидкості виймання вугілля комбайном зменшує величину опускання породних шарів безпосередньої покрівлі за емпіричною поліноміальною залежністю з високою достовірністю для всіх структурних будов масиву гірських порід.

Параметри порожнини розшарування покрівлі вугільного пласта між порідними шарами різної жорсткості знаходяться в прямій залежності від різниці між потужністю нижнього і верхнього шарів, швидкості посування лави і в оберненій залежності від її довжини. Зміна потужності вказаних порідних шарів в співвідношенні 1:3 призводить до зменшення порожнини розшарування гірських порід. Це дозволяє прогнозувати стан порід в зонах зміни структури геологічного середовища і планувати подальший розвиток гірничих робіт.

Вперше встановлено, що рух в'язкопластичної рідини при тампонажі масиву з хаотичною тріщинуватістю визначається положенням випадкових траєкторій при логнормальному розподілі тріщин з урахуванням статистичної дисперсії їх розкриття. Положення контурів поширення суміші визначається розкриттям тріщин і нестаціонарною в'язкістю розчину, причому останній параметр домінує. Контрольовані параметри формування тампонажних завіс і стійкість розташованих в них гірничих виробок при нагнітанні тампонажних сумішей визначені в діапазоні властивостей від Ньютонівської рідини до в'язкопластичного середовища. Це дозволяє прогнозувати стан порід в зонах тампонажных завіс і стійкість розташованих в них гірничих виробок при розвитку очисних робіт.

Збільшення швидкості виймання вугілля комбайном зменшує величину опускань порід шарів безпосередньої покрівлі за емпіричною поліноміальною залежністю з високою мірою достовірності для всіх структурних будов масиву гірських порід. При збільшенні швидкості виймання вугілля комбайном з 2 до 7 м/хв напруження в площині забою лави зростають відповідно з 8,6 до 65 МПа. Внаслідок цього вірогідність порушення порід покрівлі зростає й утворюються вертикальні тріщини.

Вперше встановлено, що критичне навантаження кріплення фіксується приростом витрати тампонажної суміші між суміжними рівнями в 2 рази, що свідчить про гідророзрив тріщинуватих порід.

Вперше обґрунтований комплексний коефіцієнт технологічності запасів який враховує співвідношення об'єму запасів в гірничо-геологічних умовах за допустимими межами технічних умов комплексу і загальної кількості запасів вугілля у виїмковому полі. Запаси вугілля у виїмковому полі вважаються технологічними за умови, коли коефіцієнт технологічності kтехн.> 0,85, а коефіцієнт використання моторесурсу очисного механізованого комплексу kt > 0,90. Це прийняте на підставі можливої помилки вихідної інформації про гірничо-геологічні умови розробки і перерв, що технологічно не перекриваються.

Обґрунтовані раціональні параметри технологічної схеми та технології водоподавлення в тріщинуватих зонах водоносних горизонтів пластів із однорідною проникністю. Розроблений новий спосіб керування станом масиву в глибині за рахунок набухання літологічних різниць при нагнітанні глинистих розчинів, що призводить до збільшення об'єму, і масив набуває зв'язаної структури.

Фактичний економічний ефект з впровадження розроблених рекомендацій склав 150 тис. грн. Даний ефект отриманий за рахунок збільшення видобутку на шахті «Известия» (80 тис. грн), зниження вивалів під час проведення гірничих виробок по пласту l6 на шахтах «Довжанська-Капітальна» і «Червоний партизан» (70 тис. грн). У сукупності запропонованих комплексних заходів за впровадження розроблених рекомендацій із застосуванням регульованих технологічних процесів очікуваний економічний ефект сягає 2,5 млн. грн на один очисний забій.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ

1. Рябичев В.Д. Поддержание и проветривание выработок глубоких шахт Донбасса: (Монография) /Под общ. ред. С.С. Гребенкина //С.С. Гребенкин, Ю.Ф. Булгаков, Н.Н. Касьян, Ю.А. Петренко, А.В. Агафонов, М.А. Ильяшов, В.В.Косарев, С.Д. Керкез, С.Н. Смоланов, О.В. Маслов, В.Д. Рябичев, В.А. Трофимов, С.Е. Топчий. - Донецк: Каштан, 2005. - 256 с.

2. Рябичев В.Д. Проблемы горного дела и экологии горного производства: (Монография) / П.Н. Должиков, Г.С. Левчинский, В.Д. Рябичев, А.Э. Кипко, С.С. Гребенкин, А.А. Крамаренко, Г.В. Бабиюк, А.Ю. Прокопов, А.А. Шубин, Л.Г. Косоногова. - Донецк: «Вебер», 2007. - 257 с.

3. Рябичев В.Д. Математические модели и методы расчета параметров процессов подземных горных работ и добычного оборудования: (Монография) /С.С Гребенкин, В.Н. Павлыш, В.Д. Рябичев, П.Н. Должиков, В.И. Зензеров. - Донецк: ВИК, 2007. - 385 с.

4. Рябичев В.Д. Интенсификация процессов струйного закрепления пород при магнитной обработке цементных растворов: (Монография)/ Власов С.Ф., Тимченко С.Е., Рябичев В.Д. - Луганск: "Янтарь", 2005. - 127 с.

5. Рябичев В.Д. Комплексная технология ликвидации наклонных горных выработок: (Монография)./Кипко Э.Я., Должиков П.Н., Рябичев В.Д. - Донецк: Норд-Пресс, 2005. - 220 с.

6. Рябичев В.Д. Горные машины и комплексы для подземной добычи угля. (Монография): /Под. общ. ред. С.С. Гребенкина //Агафонов А.в., Косарев В.В., Керкезов С.Д., Махов В.Г., Павлыш В.Н., Рябичев В.Д., Топчий С.Ф., Фелоненко С.В. - Донецк: ВИК, 2006. - 353 с.

7. Рябичев В.Д. Монтаж и демонтаж очистных механизированных комплексов угольных шахт. (Монография): А.Ф. Борзых, А.М. Кузьменко, В.И. Сафонов, В.Д. Рябичев. - Донецк: Норд-Пресс. 2008.- 265 с.

8. Рябічев В.Д. Вплив технологічних параметрів на структурні зміни гірського масиву підземній розробці / О.М. Кузьменко, О.В. Савостьянов, В.Д. Рябічев // Вісник ДонНТ. - 2008. - №2. - С. 98-103.

9. Рябичев В.Д. Моделирование движения вязких смесей в трещиноватых породах/ И.А. Садовенко, Д.В. Рудаков, В.Д. Рябичев, З.И. Якубовская //Науковий вісник НГУ. - 2008. -№7. - С. 35-38.

10. Рябичев В.Д. О новой концепции обеспечения устойчивости подготовительных выработок глубоких шахт/ Соловьев Г.И., Гребенкин С.С., Рябичев В.Д. //Физико-технические проблемы горного производства. Сб. научн. тр. ИФГП НАН Украины. - 2007. - Вып. 10. - С.142-148.

11. Рябичев В.Д. Специальные горно-технологические параметры горных пород// Механика горных пород. - Донецк: ДонНТУ, 2004. - Т.1. - С. 112-126.

12. Рябичев В.Д. Исследование процесса пневмообработки угольного пласта как средство снижения его газонасыщенности/ В.Н. Павлыш, С.С. Гребенкин, В.Д. Рябичев //Сб. научн. тр. МакНИИ. - Макеевка: МакНИИ. - 2007. - №20. - С.38-47..

13. Рябічев В.Д. Особливості впливу структурних змін гірського масиву на технологічні процеси при розробці вугільних пластів/ О.М. Кузьменко, В.Д. Рябічев. /Геотехническая механика //Сб. науч. тр. ИГТМ им. Н.С. Полякова НАНУ - Днепропетровск, вып. 74. - 2008. - С. 142-147.

14. Рябичев В.Д. Особенности управления самоорганизацией породных отдельностей дискретизированной почвы подготовительной выработки упорно-лежневым силовым противодействием/Н.Н. Касьян, С.Г. Негрей, Г.И. Соловьев, А.Ф. Токачев, В.Д. Рябичев// Геотехническая механика. //Сб. науч. тр. ИГТМ им. Н.С. Полякова НАНУ - Днепропетровск, вып. 69. - 2007. - С. 256-261.

15. Рябичев В.Д. Теория катастроф в обосновании потери устойчивости вмещающих пород кровли в очистных забоях/ С.С. Гребенкин, Р.В. Дегтярь, В.Д. Рябичев //Науковий вісник НГУ. - 2008. - № 1. - С. 13-15.

16. Рябичев В.Д. Анализ эффективности применения двухкомбайновой выемки угля по пласту h10 на шахте «Комсомольская»/ Должиков П.Н., Рябичев В.Д., Горобцов П.С. // Науковий вісник НГУ. - 2007. - № 12. - С. 16-19.

17. Рябичев В.Д. Методика экспериментальных исследований каскадного способа гидравлического воздействия на угольные пласты/ В.Н. Павлыш, С.С. Гребенкин, В.Д. Рябичев // Зб. наук. праць. Вісник Криворізького технічного університету. - Кривий Ріг, 2007. - Вип. 16. - С. 23 - 26.

18. Рябичев В.Д. Анализ аварий, связанных с обрушением пород в горных выработках шахт Украины / С.С. Гребенкин, В.Д. Рябичев, С.А. Зинченко, О.В. Маслов // Науковий вісник НГУ. - 2005. - №10. - С.62-64.

19. Рябичев В.Д. Исследование физико-механических свойств горных пород и состояния массива системой геоакустического контроля/ П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, В.П. Сбитнев // Науковий вісник НГУ. - 2005. - №1. - С. 55-59.

20. Рябичев В.Д. Исследование параметров и процесса тампонажа зон разуплотнений горных пород/ П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, Д.В. Пронский // Науковий вісник НГУ. - 2004. -№1. - С. 35-37.

21. Рябичев В.Д. Обоснование модели фильтрационного поля и решение задачи о «проскоке» через завесу вокруг горной выработки/ Э.Я. Кипко, В.Д.Рябичев, И.В. Попов //Технология и проектирование подземного строительства: Вестник. - Донецк: Норд-Пресс. - 2004. - С. 133-143.

22. Рябичев В.Д. Принципы расчета и оценки противофильтрационных свойств завес в трещиновато-пористых горных породах/ В.Д. Рябичев, И.В. Попов // Современные проблемы шахтного подземного строительства: Матер. междунар. научн.-практ. симпозиума. - Донецк: Норд-Пресс, 2005. - Вып. 6.- С. 158-163.

23. Рябичев В.Д. Физико-механические свойства горных пород/ В.Д. Рябичев, С.Е Барташевский // Механика горных пород: Донецк: ДонНТУ. 2004. - Т.2. - С. 9-16.

24. Рябичев В.Д. Определение объема тампонажного раствора, уходящего в кровлю горной выработки/ П.Н. Должиков, А.Э. Кипко, В.Д. Рябичев// Матер. міжнар. конф. «Форум гірників - 2006». - Дніпропетровськ: НГУ, - 2006. - С. 159-161.

25. Рябичев В.Д. Влияние скорости подвигания лавы на напряженно-деформированное состояние окружающего массива пород/ А.М. Кузьменко, А.В. Савостьянов, В.Д. Рябичев// Материалы международной конференции «Форум горняков - 2008». - Д.: Национальный горный университет, 2008. - С. 108-112.

26. Рябичев В.Д. Рекомендации по предупреждению вывалообразований в горных выработках: Нормативный документ /В.Д. Рябичев, А.В. Агафонов, С.С. Гребенкин, Д.М. Житленок, В.Г. Красник, Ю.А. Пивень. - Минуглепром Украины, Донецк, 2006. - 11 с.

27. Рябичев В.Д. Регламентные требования к устройствам контроля параметров и управления процессом гидродинамической обработки угольных пластов: Нормативный документ/ В.Н.Павлыш, В.Д. Рябичев, С.С. Гребенкин, Л.А. Лазебная, С.Е. Барташевский, А.Д. Доронин. - Министерство топлива и энергетики Украины, 2005. - 7 с.

28. Рябичев В.Д. Регламентные требования к проектированию и расчету параметров технологических схем гидродинамического воздействия на угольные пласты: Нормативный документ / В.Н. Павлыш, С.С. Гребенкин, В.Д. Рябичев, О.В. Чеснокова, С.Е. Барташевский. - М-во топлива и энергетики Украины, 2005. - 15 с.

29. Рябічев В.Д. Вплив технологічних параметрів виймання вугілля на структурні зміни гірського масиву/ О.М. Кузьменко, О.В. Савостьянов, В.Д. Рябічев // Сб. наук. праць ІІ Міжнародної наук.-практ. конференції 05-12 жовтня 2008 р. - Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2008. - С.113-116.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих в співавторстві

[1, 6,7, 20, 24, 29] - постановка задачі, аналіз причин незадовільного стану виїмкових виробок на глибоких шахтах; [8, 9, 16, 22, 25] - розробка методики досліджень, обґрунтування граничних умов, рекомендації із забезпечення стійкості порід, [5, 20, 22-24] - обґрунтування моделі формування навантаження на кріплення гірничих виробок і результати моделювання впливу структурної будови масиву та технологічних параметрів виймання вугілля в лаві на стійкість гірничих виробок; [21-23, 27] - дослідження розповсюдження тампонажних речовин в лінійних тріщинах та формування завіс; [6, 22] - уточнення моделі розповсюдження тампонажних речовин в хаотичних тріщинах; [10-15, 24,27] - обґрунтування фізико-механічних властивостей закладних матеріалів; [2-4, 8, 29] - закономірності впливу технологічних параметрів виймання вугільного пласта на напружено-деформований стан вміщуючих порід і навантаження на очисний вибій.

АНОТАЦІЯ

Рябічев В.Д. Наукові основи керування технологічними процесами гірничих робіт в зонах структурних змін гірського масиву. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02. - «Підземна розробка родовищ корисних копалин». - Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми створення наукових основ керування технологічними процесами гірничих робіт в зонах структурних змін гірського масиву на підґрунті отриманих нових закономірностей, які обґрунтовують ідеєю встановлення нового комплексного критерію оцінки технологічності запасів у виїмковому полі з врахуванням геологічних і гірничотехнічних факторів.

Теоретичні підходи до досліджень з вирішення впливу технологічних процесів гірничих робіт на напружено-деформований стан масиву порід в зонах зміни структурної будови дозволили отримати закономірності, що характеризують їх взаємозв'язок.

Обґрунтований процес руху в'язкопластичної рідини при тампонажу хаотичної тріщинуватості та встановлені залежності її поширення в гірському масиві. Досліджений вплив гідророзриву тріщинуватих порід на навантаження кріплення виробки та обґрунтовані контролюючі параметри процесу тампонажу.

Розроблені рекомендації та раціональні параметри технологічних схем керування масивом і водоподавленням в зонах структурних змін покриваючих порід.

Досягнутий економічний ефект від впровадження розробок на шахтах Донбасу склав 150 тис грн.

Ключові слова: гірський масив, моделювання, технологічні параметри очисного виймання, закономірності, водоподавлення в тріщинуватих зонах.

АННОТАЦИЯ

Рябичев В.Д. Научные основы управления технологическими процессами горных работ в зонах структурных изменений горного массива. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - Подземная разработка месторождений полезных ископаемых». - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2009.

В диссертации решена важная научно-техническая проблема создания научных основ управления технологическими процессами горных работ в зонах структурных изменений горного массива на основе полученных новых закономерностей, объединенных идеей установления нового комплексного критерия оценки технологичности запасов в выемочному поле с учетом геологических и горнотехнических факторов.

Приведен анализ структурных изменений в литотипах пород и подтверждена сложность структурных форм, встречающихся при выемке угля. Дана оценка изученности влиянию больших скоростей подвигания лавы на устойчивость непосредственной кровли.

Методики определения напряженно-деформированного состояния вмещающих пород и их трещиноватости позволили оценить степень взаимного влияния структурных изменений и технологических параметров выемки угля на больших глубинах.

Установлено, увеличение скорости подвигания лавы уменьшает опускание пород в рабочем пространстве очистного забоя независимо от структурного строения вмещающих пород, а увеличение мощности песчаников в кровле угольных пластов дифференцирует динамику опускания пород кровли с разделением на два характерных диапазона, влияющих на напряженно-деформированное состояние кровли. Интенсивность напряжений является различной, а величина опускания непосредственной кровли нелинейно зависит от скорости выемки угля комбайном.

Параметры полости расслоения кровли угольного пласта между породными слоями разной жесткости находятся в прямой зависимости от разности между мощностью нижнего и верхнего слоев, скорости подвигания лавы и в обратной зависимости от ее длины. Изменение мощности породных слоев кровли в соотношении 1:3, а также длина лавы и выемочного поля уменьшает полость расслоения горных пород.

Движение вязкопластичной жидкости при тампонаже массива с хаотичной трещиноватостью определяется положением случайных траекторий при логнормальном распределении трещин с учетом статической дисперсии их раскрытия и нестационарной вязкостью раствора.

Процесс начала гидроразрыва трещиноватых пород является критическим для устойчивости выработки, что происходит при ступенчатом нагнетании тампонажной смеси и устанавливается при фиксации приращения расхода между смежными ступенями в 2 раза.

Обоснован коэффициент технологичности запасов и использования моторесурса комплекса в выемочном поле. Запасы угля в выемочном поле считаются технологичными при условии, когда коэффициент технологичность kтехн.> 0,85, а коэффициент использования моторесурса очистного механизированного комплекса kt > 0,90.

Разработаны рекомендации и рациональные параметры технологических схем управления состоянием массива в зонах структурных изменений, а также технологии водоподавления в трещиноватых зонах пластовых водоносных горизонтов

Внедрение разработок автора в производство позволило получить экономический эффект 150 тыс. грн.

Ключевые слова: горний массив, моделирование, технологические параметры очистная выемка, закономерности, водоподавление в трещиноватых зонах.

ABSTRACT

Rajbihiv V.D. Scientific of a basis of management of technological processes of mining works in zones of structural changes of a mining hill. - Manuscript.

Thesis for Doctor's degree of Technical Sciences by specialty 05.15.02. - “Underground mining of mineral deposits”. - National mining university, Dnepropetrovsk, 2008.

In the dissertation the important scientific and technical problem of creation of scientific bases of management by technological processes of mining operations in zones of structural changes of a hills is solved on the basis of the received new laws incorporated by idea of an establishment of new complex criterion of an estimation{a rate} of adaptability to manufacture of reserves in a field in view of geologic and mine technical factors.

Techniques of definition it is intense - deformed conditions of adjacent strata and their fracturing have allowed estimating a degree of mutual influence of structural changes and technological parameters of a coal winning on the big depths.

The increase in an advance rate of long wall reduces lowering soils in working space of stope irrespective of a structural structure of adjacent strata, and the increase in power of sandstones in кровле coal seams differentiates dynamics of lowering of soils of a roof with division into two characteristic ranges influencing on intense - deformed a condition of a roof. Intensity of stresses is various, and the size of lowering of an immediate roof нелинейно depends on speed of a coal winning a combine.

Movement liquids at a sealing of a massif with chaotic fracturing is definedby position of casual trajectories at логнормальном distribution of fractures in view of a static dispersion of their disclosing and non-stationary viscosity of a solution.

Process of the beginning of a fluid fracturing of fetcher grounds is critical for stability of a development that occurs at a stepping forcing тmixes and is established at fixing an increment of the charge between adjacent steps twice.

The intrusion of mining's of the author in manufacture has allowed to receive economic benefit of 150 000 grn.

Размещено на Allbest.ru