Обоснование параметров технологии отработки пологих пластов под территориями сельскохозяйственного значения

• Автор: Мешков, Анатолий Алексеевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ горно-геологических и горнотехнических условий отработки пластов на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»
1.2 Особенности воздействия интенсивной отработки пластов в поле шахты им. А. Д. Рубана на земную поверхность
1.3 Анализ мирового опыта применения и основных тенденций развития технологий отработки пологих угольных пластов

1.4 Цель и задачи исследований

2 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОТРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА ПРОЦЕССЫ СДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

2.1 Общие положения

2.2 Исследование особенностей геологического строения угленосной толщи в поле шахты им.А.Д.Рубана методом аудиомагнитотеллурического зондирования
2.3 Экспериментально-аналитические исследования влияния параметров технологических схем отработки пласта Байкаимский на процессы деформаций подрабатываемой толщи в поле шахты им. А.Д. Рубана
2.4 Анализ результатов численных исследований
2.5 Исследование влияния параметров применяемых технологий и принятого порядка отработки выемочных столбов на состояние подработанного массива с учетом мощных прочных слоев песчаника
2.6 Выводы по главе
3 ИССЛЕДОВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОТРАБОТКИ СБЛИЖЕННЫХ ПЛАСТОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОВАЛОВ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1 Постановка задач исследований на физических моделях из эквивалентных материалов

3.2 Разработка методики моделирования
3.3 Моделирование последовательной отработки сближенных пластов в
поле шахты им.А.Д.Рубана
3.4 Анализ результатов исследований
3.5 Выводы по главе
4 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ С СОХРАНЕНИЕМ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Общие положения
4.2 Рекомендуемые схемы отработки пологих пластов в условиях шахт
«СУЭК-Кузбасс»
4.3 Технико-экономическое обоснование параметров технологий
интенсивной отработки
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты численных исследований при отработке
выемочных участков по пласту «Байкаимский»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Результаты численных исследований при последовательной отработке выемочных участков по сближенным пластам

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Подземная отработка пологих угольных пластов с использованием современных высокопроизводительных очистных механизированных комплексов характеризуется интенсивным развитием горных работ. Подвигание очистных забоев с высокой скоростью в ряде случаев приводит к формированию трещин и провалов на земной поверхности даже при значительной глубине разработки. Особую актуальность вопросы, связанные с обеспечением сохранности земной поверхности, приобретают при отработке свит сближенных пластов.
Решению задач обеспечения эффективной разработки пластов с учетом влияния применяемых технологий на подрабатываемые горные массивы и земную поверхность посвящены работы С.Г. Авершина, A.A. Борисова, В.И. Борщ-Компанейца, В.Н. Гусева, С.Н. Зеленцова, В.П. Зубова, М.А. Иофиса, О.В. Ковалева, А.Б. Макарова, В.М. Шика, М.Г. Мустафина, В.П. Земисева, A.C. Ягунова, С. Пенга и др. В соответствии с действующими отраслевыми нормативными документами, формирование трещин и провалов на земной поверхности исключается при глубинах разработки, превышающих 20-кратную вынимаемую мощность угольного пласта. Вместе с тем, практика ведения подземных горных работ показывает возможность их формирования при ведении очистных работ и на гораздо больших глубинах, делая процесс сдвижения непредсказуемым и опасным.
Так, на шахте им. А.Д. Рубана (до 2012 г. шахта «Красноярская») ОАО «СУЭК-Кузбасс» непрогнозируемые в соответствии с действующими нормативными документами трещины и провалы на поверхности возникли при ведении горных работ на глубине 250 м, что почти в 100 раз превышает мощность отрабатываемого пласта. Это свидетельствует о несовершенстве действующих нормативных методик, необходимости дальнейшего развития представлений о механизме сдвижений подрабатываемой толщи, определения рациональных параметров технологических схем и способов управления состоянием массива, исключающих или минимизирующих влияние подземных горных работ на

процессами, идущими на Солнце. В результате магнитосфера как бы пульсирует: магнитные силовые линии то прижимаются к Земле, то отходят от нее, вызывая тем самым вариации геомагнитного поля на ее поверхности.
В основе магнитотеллурического метода лежит упрощенная модель естественного электромагнитного поля. Предполагается, что первичное поле, возбуждаемое внешними источниками, однородно на поверхности горизонтально однородной Земли. В этом случае отношение взаимно перпендикулярных горизонтальных компонент электрического и магнитного полей, измеренных на поверхности Земли, будет зависеть только от периода вариаций и распределения проводимости по глубине. Это отношение, названное импедансом 7, может быть вычислено по любой паре ортогональных компонент, т.е. 7 = Ех/Ну = - Еу/Нх., где: Ех(у) и Е[х(у) - компоненты электромагнитного поля на земной поверхности.
Эффект магнитотеллурического зондирования основан на свойствах распространения электромагнитной энергии в Земле - на увеличении глубины проникновения волн с понижением частоты. Изменение импеданса с уменьшением частоты колебаний поля отражает изменение удельного сопротивления с глубиной. На практике удобнее следить за изменением кажущегося удельного сопротивления рТ, которое вычисляется по формуле:
«До (2.4)
Еде: со = 2л/Т, Т - период вариации в секундах, рО = магнитная проницаемость вакуума, Z - в Ом, рТ - в Ом м.
Регистрируя вариации естественного электромагнитного поля (ЕЭМП) в широком интервале периодов, можно построить зависимость кажущегося удельного электрического сопротивления от периода, эта зависимость называется кривой зондирования.
Нетрудно рассчитать поведение кривой зондирования для любой среды, электропроводность которой меняется только по вертикали. Несколько труднее рассчитать поведение кривых зондирования в случае, когда электропроводность меняется и по горизонтали, то есть для дву- и трехмерных сред. Наличие