Обоснование эффективной технологии крепления капитальных горных выработок на глубоких горизонтах угольных шахт

• Автор: Силантьев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние проблемы обеспечения устойчивости капитальных горных выработок на угольных шахтах

1.1. Условия эксплуатации капитальных выработок на шахтах Восточного

Донбасса

1.2. Анализ способов обеспечения эксплуатационного состояния горных

выработок на угольных шахтах

1.3. Идея, цель, задачи и методы исследований

2. Шахтные исследования проявлений горного давления в горных выработках

2.1. Методика шахтных исследований

2.2. Визуальные наблюдения за проявлениями горного давления

2.3. Результаты инструментальных наблюдений за смещениями пород в
окрестности горных выработок
3. Аналитические исследования процесса деформирования пород вокруг горных выработок на глубоких горизонтах угольных шахт
3.1. Механизм деформирования массива пород в окрестности горной
выработки
3.2. Методика расчёта смещений пород с учётом их дилатансии в
приконтурной зоне выработки
4. Разработка эффективных способов обеспечения эксплуатационного состояния горных выработок на глубоких горизонтах угольных шахт
4.1. Крепление выработок анкерной крепью
4.2. Крепление выработок анкерной крепью и рамкой металлической
податливой крепью
4.3. Комбинированный способ обеспечения устойчивости горных
выработок
4.3.1. Обоснование технических и технологических параметров
комбинированного способа обеспечения эксплуатационного состояния горных выработок
4.3.2. Определение параметров способа
4.3.3. Типовые паспорта крепления горных выработок
4.4. Примеры определения параметров способа
4.5. Экономическая эффективность рекомендаций по обеспечению эксплуатационного состояния горных выработок на шахтах ОАО
"Гукову го ль"
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Реструктуризация угольной отрасли направлена на повышение эффективности добычи угля на перспективных шахтах за счет интенсификации производственных процессов. По результатам прогнозных исследований к 2005 г. ожидается повышение нагрузки на очистной забой до 1700-2000 т/сутки, производительности труда рабочего по добыче угля до 65-75 т/мес. Естественно предъявляются новые требования и к смежным службам. Достижение высоких нагрузок на очистной забой является на современном этапе важнейшей проблемой, требующей решения сложного комплекса проблем. Скорость проведения выработок должна возрасти не менее чем в 1,7 раза. При этом производительность труда проходчиков должна возрасти в 2,3-г2,5 раза, а уровень ручного труда не превышать 15-К20 %.
Отличительной особенностью горнодобывающего предприятия является необходимость периодического воспроизводства его мощности в течение срока эксплуатации, причём такое воспроизводство обходится всё дороже, поскольку осуществляется в непрерывно ухудшающихся горно-геологических условиях, обусловленных увеличением глубины разработки. Анализ показывает, что строительство новых и реконструкция действующих горных предприятий в большинстве случаев будет производиться в сложных горно-геологических условиях.
В связи с увеличением глубины разработки месторождений полезных ископаемых горно-геологические условия ухудшаются. Многочисленные проявления сложных гидрогеологических (прорывы воды в выработки), геомеханических (вывалоообразование, незатухающие смещения породы в выработке), гео- и газодинамических (внезапные выбросы угля, породы и газа, горные удары) условий, сопровождающие строительство и эксплуатацию горных выработок, несмотря на применяемые меры по их предупреждению требуют огромных затрат на их ремонт и восстановление.

- основная кровля угольных пластов представлена плотным мелкозернистым песчаником мощностью до 20 м, с пределом прочности на одноосное сжатие 100- 130 МПа.
2.1. Методика шахтных исследований
Шахтные исследования включали обследование горных выработок и проведение инструментальных наблюдений за смещениями пород на контуре и в окрестности горных выработок.
Обследование выработок предусматривало сбор информации:
- о показателях проведения выработок (скорость, трудоёмкости операций проходческого цикла, качество оконтуривания выработок и т. п.);
- о деформациях пород и крепи выработок;
- о ремонтных работах (объёмы, стоимость, трудоёмкость, время ведения работ и т. п.).
Для изучения процесса деформирования пород в окрестности выработок в них оборудовались замерные станции, оборудованные глубинными и контурными реперами. Замерные станции закладывались в непосредственной близости от забоя выработки с обязательным описанием структуры и трещиноватости пород. Предел прочности пород на одноосное сжатие определялся на образцах неправильной формы по общепринятой методике.
Каждая замерная станция оборудовалась контурными и глубинными реперами (рис.2.1). Глубинные реперы предназначались для исследования процесса смещения пород почвы и кровли на расстоянии 0,5 - 3,0 м от контура выработки. В качестве реперов использовались клиновые штанги, замки которых закреплялись в исследуемых слоях вмещающих пород. Расстояние между реперами составляло 200 - 250 мм.