Файл: Воскобоев, Ф. Н. Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности крутых пластов в сложных горногеологических условиях.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 44

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вопросов управления горным давлением.

Результаты

наблю­

дений позволили ограничить область,

в

которой

невозможна

работа без крепи длинными очистными забоями

 

(лавами),

ориентированными по падению или диагонально

с

наклоном

на отрабатываемый угольный массив независимо

от

устой­

чивости боковых пород (см. рис. 1, д, е ) .

 

 

 

Наиболее благоприятные условия

взаимодействия

беспо­

рядочно обрушающихся ( перепускаемых)

пород с

забоем ла­

вы с точки зрения совершенствования

 

безлюдных

способов

выемки создаются в диагонально ориентированных

забоях с

наклоном в сторону выработанного пространства под

углом,

равным или близким углу естественного откоса

обрушенных

пород, В забоях, таким образом ориентированных

в.прост­

ранстве на пластах с кровлями, склонными к упорядоченно­

му (плавному) опусканию, возможна работа без

крепи, так

как между забоем и откосом обрушенной породы

имеется

свободное призабойное пространство

для

перемещения

вы­

емочной машины и выпуска отбитого угля

 

(см . рис.

1,

ж).

Однако, судя по зарубежному опыту [28]

,

надежность

ра­

боты выемочной машины при такой технологии

выемки

не­

высока в связи с неблагоприятными условиями

взаимодей­

ствия выемочной машины с откосом

обрушенных

пород

(за ­

кладки) ; при отсутствии жесткой направляющей

базы

вы­

емочный орган неминуемо вступает

во

взаимодействие с

откосом породы (закладки), что приводит

к

неблагоприят­

ным последствиям. Поэтому и в условиях

 

нависающего

за­

боя, ориентированного под углом естественного

откоса

об­

рушенных пород, выемочные органы,

требующие

для

своего

нормального функционирования свободного призабойного про­ странства, необходимо применять в сочетании со средства­ ми ограждения призабойного пространства, в частности с об­ легченными передвижными крепями оградительно-поддержи- вающего типа.

Таким образом, средствами управления

беспорядочно об-

рушающимися и вступающими во взаимодействие

с забоем

породами на пластах с кровлями, склонными

к

плавному

прогибу, являются ориентировка забоя с наклоном

на выра­

ботанное пространство под углом, близким

или равным уг­

лу естественного откоса пород, и применение

облегченных

подпорно-оградительных передвижных крепей.

Применение

таких крепей3^ в забоях,

ориентированных

по падению и с

Ф.Н. В о с к о б о е в и др. "Механизированная

оградитель­

ная крепь", Авторское

свидетельство

на

изобретение

№ 206486.

 

 

 

 

12

наклоном в сторону отрабатываемого массива,

позволяет

обеспечить необходимое для выемочных машин

и выпуска

угля свободное призабойное пространство, а также повысить гарантию устойчивости упорядоченно опускающихся пород­ ных блоков за счет сопротивления крепи, уравновешивающё-

го

вес

породного

блока в

случае нарушения шарнирной свя­

зи

его

у забоя и

потери

им устойчивости 1см. рис. 1, ж, з ) .

Анализ условий работы оградительных крепей при разра­ ботке столбами по простиранию в различно ориентированных

забоях (по падению, с наклоном на забой,

на выработанное

пространство) показывает, что наиболее

 

неблагоприятные

условия работы крепи следует ожидать в первых

двух слу­

чаях. В последнем (третьем) случае, когда

забой

ориенти­

рован под углом, равным (или близким)

углу естественного

откоса обрушенных пород, оградительная

крепь

теряет фун­

кции подпорной стенки, и ее роль сводится

к

обеспечению

направленной доставки отбитого угля и некоторого

( незна­

чительного по сравнению с крепями поддерживаюше-огради- тельного типа) распора, способствующего устойчивости и управляемости крепи в процессе передвижки и обеспечиваю­

щего равновесие породного блока у забоя в случае

потери

естественной устойчивости.

 

С позиции повышения эффективности управления-

горным

давлением и повышения эффективности разработки

вообще

следует рассмотреть вопрос о рациональной форме очистно­

го забоя и обосновании технических требований,

предъявля­

ем!.[х и к выемочным машинам в комплексах

для

безлюдной

выемки. Как известно, одним из закономерных

следствий

взаимодействия

гибкого режущего органа статического типа

(при отсутствии

жесткой направляющей базы)

с

угольным

массивом является криволинейная форма забоя. Степень кри­ визны определяется совокупностью факторов, таких, как ме­

ханические

свойства угольного массива, усилие натяжения,

а следовательно, и прижатия выемочного органа к

забою и

др. [29] .

Возможности управления кривизной забоя

с по­

мощью последнего фактора (усилия прижатия к забою) весь­

ма ограниченны в гибком режущем органе,

а

в

связи с

этим эффективность отбойки на пластах

с

углями

средней

крепости и крепкими невысока. На это

указывают

резуль­

таты применения комплекса малогабаритных

стругов

( КМС

и канатных пил ДГИ-ВНИМИ. В криволинейном

забое

весь-

13

ма усложняются условия управления обрушенными породами

иработа оградительных крепей.

Всвязи с этим в целях расширения возможности управ­ ления конфигурацией очистного забоя (обеспечения прямо­ линейности) , повышения производительности выемочного ор­

гана и создания более благоприятных условий устойчивости боковых пород и управления обрушенными породами следует считать предпочтительным в дистанционно-управляемых вы­ емочных комплексах при отсутствии жесткой направляющей базы применение активных органов - динамических стругов, узкозахватных комбайнов.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СЛОЖНОСТИ

 

ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ

 

ЗАЛЕГАНИЯ УГОЛЬНЫХ

ПЛАСТОВ

 

Горногеологические условия залегания месторождений по­

лезных ископаемых принято разделять

на

простые

(благо­

приятные) и сложные. Так, общеизвестно,

что угольные ме­

сторождения США отличаются

весьма

благоприятными гор­

ногеологическими условиями -

пологое ( почти горизонталь­

ное) спокойное залегание пластов с превалирующей

мощно­

стью 1-2 м, устойчивые боковые породы,

отсутствие газо-

выделения динамических проявлений горного давления и т.п.

Прокопьевско-Киселевское месторождение

в

Кузбассе

и

Центральный район Донбасса в СССР, например',

относят

к

сложным по горногеологическим условиям - высокая интен­ сивность тектонико-геологических нарушений, малые ( в Дон­

бассе) или большие (в Кузбассе)

мощности пластов, не

вы­

держанные в пределах выемочных

участков параметры

гип­

сометрии и мощности, высокая интенсивность

газовыделе-

ния,. опасность динамических проявлений

горного

давления

(внезапные выбросы угля

и газа,

горные

удары)

и др.

 

В

большинстве случаев

давались качественные характе­

ристики горногеологических условий и лишь

в

последнее

время

стали появляться работы,

в которых предпринимают­

ся попытки обоснования количественных критериев для оцен­ ки сложности горногеологических условий.

Следует заметить, что понятие "степень сложности гор­ ногеологических условий" является относительным, оно оп14

ределяется не только природой происхождения

и геологиче­

ской историей развития, но и современным уровнем

разви­

тия техники и технологий горных работ, степенью

 

соответ­

ствия технических средств добычи тем или иным

горногео­

логическим условиям. Таким образом, критерии

 

сложности

не являются неизменными во времени.

 

 

 

 

В

работе

[30] определяются перспективные

направления

развития комплексной механизации очистных работ

в слож­

ных

горногеологических

условиях пологих

и наклонных (до

35°)

пластов

мощностью

0,7 м и более. В

работе

отмечает­

ся, что условия, которым соответствуют современные сред­

ства комплексной механизации очистных работ

( так

назы­

ваемые благоприятные) практически исчерпаны

во

всех

странах - членах СЭВ, результаты применения комплексной

механизации в сложных

горногеологических

условиях

не­

стабильны. Указывается

также, что добыча

из забоев

со

сложными горногеологическими условиями в странах - чле­

нах СЭВ

достиг'ла в 1970 г. 150

млн. т, удельный

вес

добы­

чи из

лав

с механизированными

комплексами в

этих

усло­

виях

колеблется (в рамках СЭВ)

от

11 до 80%,

отношение

числа

комплексно механизированных

забоев к числу забоев,

в которых крепление производится индивидуальными гидрав­ лическими стойками, составляет 1:11.

По перспективным планам область применения механизи­ рованных комплексов в сложных горногеологических услови­

ях

в системе СЭВ

к 1975 г. должна расшириться

примерно

в 2

раза

по сравнению с 1970 г. Это указывает на важность

работ в

области изыскания, обоснования и разработки

тех­

нологических схем

и средств комплексной механизации гор­

ных работ для этих условий.

 

 

 

К природным факторам, осложняющим ведение

горных

работ, относят:

 

 

 

 

тектонические

нарушения дизъюнктивного и пликативного

типов;

 

 

 

 

 

геологические

нарушения;

 

 

 

колебания в определенном диапазоне мощности

и

угла

падения

пласта;

 

 

 

 

слабые, неустойчивые в обнажениях кровли пластов;

 

 

Прочные, труднообрушаемые кровли;

 

 

 

слабые почвы, склонные к оползанию;

 

 

 

высокую газоносность угольных пластов;

 

 

15

склонность угольных пластов и горных пород, к динами­ ческим проявлениям горного давления ( внезапные выбросы урля и газа, горные удары);

склонность пластов к самовозгоранию; опасность обводнения и прорыва воды в горные выра­

ботки; наличие в пластах породных прослойков и др.

Вопрос о влиянии различных факторов на формирование сложных условий разработки находится еще в стадии изуче­ ния, и по нему еще не выработаны окончательные решения. Так, в работе [30] по фактору тектонической нарушенности условия рекомендуется считать сложными тогда, когда ам­ плитуда диагонально ориентированного сброса при разработ­ ке пласта средней мощности превышает 20°. Считается так­

же, что при амплитуде сброса, равной

мощности

пласта,

единственным средством преодоления

нарушений

является

перемонтаж оборудования в новую разрезную выработку; пре­ одоление подобного рода нарушений без перемонтажа обору­ дования возможно при условии создания выемочных средств,

способных эффективно разрушать уголь и породу

с коэффи­

циентом крепости

= 4-^5.

 

В работе [31]

учитывается, что тектонические

наруше­

ния разрывного типа формируют сложные условия в том слу­

чае, когда их плотность превышает 10-15 шт/км^,

В работе

[30] средняя интенсивность сбросов для сложных

условий

оценивается показателем, равным 8,75 шт/км^. в

ЧССР [30]

запасы угля в блоках не разрабатываются, если их размеры

по простиранию,

ограниченные

смежными нарушениями, ме­

нее приведенных

ниже.

 

Мощность угольных

плас­ Размеры

 

тов, м

блока, м

0,5-0,79

50

0,8-1,00

40

1,01-2,00

30

Свыше 2,00

25

Считается также, что месторождение является неблаго­ приятным в том случае, когда сбросы, превышающие мощ­ ность пласта, появляются по длине лавы на расстоянии ме­ нее чем 100 м.

16

Смотрите также файлы