Определение основных параметров управления кровлей при разработке пластов в сложных условиях глубоких шахт Донбасса (на примере Шахтерско-Торезского района)

• Автор: Лобков, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.15.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 191 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Особенности разработки пологих угольных пластов на большой глубине
1.2 Особенности проявления горного давления и разрушения трудноуправляемых кровель в очистных забоях
1.3 Горно-геологическая характеристика и особенности поведения вмещающих пород при очистной выемке
1.4 Цель и задачи исследований
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В НАТУРНЫХ
УСЛОВИЯХ
2.1 Методика проведения наблюдений
2.3 Измерение деформаций подготовительных выработок
2.4 Измерение напряженного состояния пород кровли впереди очистного забоя
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА
МОДЕЛЯХ ИЗ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Методика моделирования
3.2 Отработка моделей
3.3 Определение величины максимального опорного давления
Выводы
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ
ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ
4.1 Определение времени разрушения пород кровли и рациональной скорости подвигания очистного забоя

4.2 Выбор рационального способа управления кровлей
в очистном забое
4.3 Определение параметров частичной закладки выработанного пространства
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Директивами ХХУ1 съезда КПСС предусматривается увеличение объема добычи угля на 1981 - 1985 г.г. и на период до 1990 года. Основным резервом роста объема добычи угля в Донбассе является разработка пластов со сложными горно-геологическими условиями на большой глубине. Число таких пластов неуклонно возрастает. Сложность разработки заключается в наличии непосредственно над пластом и на определенном удалении от него трудноуправляемых пород, представленных легко- или труднообрушагощимися слоями. Слабые породы непосредственной кровли, разрушаясь в зоне опорного давления обрушаются мелкими фракциями в призабойное пространство вслед за проходом комбайна, образуя пустоты в кровле значительных размеров. В результате этого секции механизированной крепи лишаются распора, в забоях наступают аварийные ситуации. Прочные породы, залегающие непосредственно над пластом или выше его, -зависают на значительных площадях и их обрушение приводит к посадке механизированной крепи "нажестко".
При разработке пластов с трудноуправляемыми породами получили применение способы управления кровлей полным обрушением, с передовым торпедированием пород и частичная закладка выработанного пространства. Разупрочнение пород кровли сопряжено со сложностями поддержания длинных скважин в глинистых породах, а также их заряжания. Эти трудности возникают и при слоистом сложном массиве выше пласта.
Частичная закладка выработанного пространства породой в виде бутовых полос представляет собой весьма трудоемкий процесс, сдерживающий подвигание механизированного забоя.
Значительное влияние на состояние боковых пород и проявление горного давления оказывает изменение скорости подвигания очистного забоя. С увеличением скорости подвигания увеличивается устой-

ние кровлей - полное обрушение. Система разработки - комбинированная с выемкой угля по восстанию. Угол падения пласта 2...6°.
Первичная посадка кровли произошла при отходе от разрезной печи на 90 метров. Средняя скорость подвигания очистного забоя в этот период составляла 0,6 м/сут. Время остановки лавы перед посадкой кровли составило 30 часов. Интенсивное опускание кровли длилось в течении 1,5 часов. Секции крепи в центральной части лавы были посажены "нежестко". Максимальная величина опускания кровли достигла 298 мм. На рисунке 2.10 представлены кривые изменения конвергенции боковых пород в призабойном пространстве 12-й восточной лавы южной панели.
Одиннадцатая восточная лава южной панели, оборудованная механизированным комплексом КМ-88 с увеличенной раздвижностью, отрабатывала пласт по восстанию вприсечку к выработанному пространству ранее отработанной 12-й восточной лавы. Длина лавы 150 метров, система разработки - комбинированная. Угол залегания пласта 2...60. Непосредственно над пластом залегает песчано-глинистый сланец с пределом прочности на сжатие 70 МПа, мощностью 16...17 метров. Первичная посадка кровли произошла при отходе лавы от разрезной печи на 83 метра. В этот период скорость подвигания очистного забоя составила 0,9 м/сут. Очистной забой перед первичной посадкой кровли простоял 72 часа. На рисунке 2.II приведены кривые изменения конвергенции боковых пород пласта в призабойном пространстве лавы. Максимальные смещения боковых пород достигли 260 мм. Вторичные осадки приводили к меньшим по абсолютной величине смещениям пород и не превышали 200мм. Благодаря тому, что крепь М88 имеет большую податливость не произошло посадки крепи "нажестко".
Четвёртая и шестая восточные лавы южной панели оборудованы механизированными комплексами КМ-87Э. Длина лав по 165 метров. Система разработки - комбинированная. Пласт отрабатывался по вое-