Теоретические основы геомеханического обеспечения технологической подготовки горных работ на угольных шахтах

• Автор: Вылегжанин, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 399 c. : ил. + Прил. (134 с. : ил.)

ВВЕДЕНИЕ.4 .

Глава I. СОСТОЯНИЕ И НАУЧНЫЕ ПРОЕЛЕШ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ РАБОТ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ НА ПРИМЕРАХ ПРЕДПРИЯТИЙ КУЗБАССА

1.1. Существующие методы и модели при управлении и проектировании угольных шахт .

1.2. Анализ специфики технологической подготовки горных работ

на шахтах Кузбасса. .

1.3. Обоснование теоретических проблем и методов их решения

Глава 2. ТЕХНОЛОШЧЕСКЬЯ СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ШАХТЫ В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ ЗАПАСОВ ГОРИЗОНТА .
2.1. Иерархическая структура гибридной математической модели горнотехнологического комплекса угольной шахты.6 . ,
2.2. Анализ чувствительности ЭММ для оптимизации компонентов горнотехнологического комплекса угольной шахты.7 .
2.3. Стратегические принципы технологической подготовки горных работ в сложных горногеологических условиях,8. .
2.4. Основные методические положения разработки моделей двухуровневой оптимизации ТС угольной шахты.8.7 . .
Глава 3. ФИЗИК0ГЕ0МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОШ АДАПТАЦИИ ТС ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ПОРОДНЫМ МАССИВОМ.I4. .
3.1. Геомеханические аспекты взаимодействия элементов среды
и технологии.4 .
3.2. Адаптивность ТС при физическом взаимодействии элементов среды и технологии8 .
3.3. Регламентация и управление сложной физикогеомеханической ситуацией.
Глава 4. ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ РАБОТ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ.
4.1. Методы прогноза и комплексной оценки горногеологических условий шахтных полей.
4.2. Геомеханические процеосы и их модели для обеспечения технологической подготовки горных работ ТИГР Р5Д . .
4.3. Моделирование сложной горнотехнической обстановки .
4.4. Принципы организации и применения информационного банка Шахтное поле для геомеханического обеспечения ТИГР.
Глава 5. АДАПТИВНЫЕ МОДЕМ ТС ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ ШЕМОЧНЫХ ПОЛЕЙ.
5.1. Математическая модель очистного забоя оснащенного ОЖ
5.2. Модель оптимизации ТС разработки пласта по восстанию
с закладкой. .
5.3. Математические модели ТС подготовки и отработки выемочных полей в сложных ЗГУ0.
Глава 6. СИНТЕЗ МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОМПОНЕНТОВ Г0РН0ТЕХН0Л0Ш
ЧЕСКОК КОМПЛЕКСА ШАХТЫ.
6.1. Оптимальный синтез основных параметров горнотехнологи
ческого комплекса шахты
6.2. Алгоритмы выбора оптимальной последовательности подготовки и отработки запасов с учетом геомеханических регламентаций.8.
6.3. Алгоритмы адаптивного управления развитием горных
работ.7.
Глава 7. РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДСИСТЕШ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ РАБОТ В ЗАДАЧАХ ОАСУ и САПРУГОЛЬ.Щ
7.1. Практические аспекты реализации подсистемы ТПГР в задачах ОАСУ и САПРуголь
7.2. Конкретная иллюстрация технологических решений при подготовке и отработке запасов горизонтов угольных шахт.
7.3. Экономическая эффективность и перспективы использования подсистемы ТПГР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Агрегированный анализ ТУШ выполнен для следующих качественных факторов технологических альтернатив Хц схема вскрытия шахтного поля Хд способ подготовки шахтного поля Хд система разработки пластов х4 схема вентиляции шахты х5 схема подземного транспорта х6 средства механизации очистных работ Хг,средства механизации подготовительных работ. Каждой технологической альтернативе X х х поставлен вектор единичных показателей Р Р1 . Р9 см. Приложение, для которых вычисляются дифференциальные оценки ТУШ 3 э. Необходимые данные для расчетов приведены в Приложении. Результаты расчетов критериев ТУШ Ц. Л У. Приложении. Анализ полученных результатов показывает, что дифференциальные значения ТУШ и их изменения весьма существенно отличаются для шахт отдельных угольных районов бассейна. В различных горногеологических условиях одни и те же ТР не обеспечивают одинаковый ТУШ. Приложение. Ч.2. Здесь V и Т соответственно обозначают для шахт данного района осредненные скорость понижения горных работ ыгод и время отработки одного горизонта лет. На основе результатов дифференциальной оценки ТУШ вычислены агрегированные значения интегрального показателя и его темпа изменения дои производственных объединений Кузбасса. На рис. На рис. Н значение интегрального показателя ТУШ имеет тенденцию к снижению для всех угольных районов. Рис. Изменение нагрузки на среднедействукщий очистной забой в зависимости от мощности и угла падения пласта
О
1
Рис. ТУШ, рис Л. Наиболее резкое уменьшение ТУШ с глубиной имеет место для шахт ПрокопьевскоКиселевского района. Другой важной особенностью изменения ТУШ является наличие критической глубины горных работ для каждого угольного района. Это объясняется различной интенсивностью влияния природных факторов с глубиной на эффективность технических решений. При опускании горных работ ниже критического уровня вредное воздействие природных факторов возрастает по нелинейному закону. Для ряда природных факторов см. Д5СН в Н Гг 7 1. П коэффициенты аппроксимации для глубин Н 0 м. Таблица 1. В результате такой тенденции производственные возможности действующих шахт резко сокращаются. Это выражается в исчерпании технических резервов предприятий, дестабилизации очистного фронта, возрастании аварийности и трудоемкости горных работ и в целом в ухудшении ТЭП подземной разработки. Увеличение объемов добычи угля в бассейне подземным способом возможно лишь при существенном обновлении и реконструкции шахтного фонда. Снижающиеся темпы ввода новых мощностей, таблица 1, не способствуют, а наоборот, ускоряют процесс физического и морального старения технологических систем угольных предприятий бассейна. Таблица 1. А . Северокузбасо 0 . Дрокопьевск 0 0 . КЖкузбассуголь 0 . Гидроуголь . Кемеровоуголь , . Данные за 7Эг. Индекс ВШР в столбцах таблицы 1. В все вводимые мощности тыс. Р тоже за счет реконструкции предприятий. Рис. По данным таблицы 1. Кузбассе за годы X пятилетки сократился по сравнению с IX пятилеткой в 1, раза, в том числе за счет нового строительства в 1, раза и за счет реконструкции в 2, раза. Такая тенденция сохраняется и в гг. Естественно, это сказалось на общем замедлении темпов роста добычи, повышенной норме эксплуатации существующих производственных фондов. На рис. Кузбасса и в целом по бассейну. Из рис. Для ПрокопьевскоКиселевского района характерна тенденция к стабильному снижению уровня добычи. В остальных объединениях в интервале годов наблюдается резкий перегиб в росте добычи угля. В целом эта закономерность выполняется и для всего бассейна. На основании выполненного выше анализа ясно, что в настоящее время состояние технического уровня шахт и высокие темпы ухудшения горногеологических условий не позволяют компенсировать интенсификацией производства намеченные Дирекшвными документами на годы планы увеличения добычи угля в бассейне. Решение этих проблем перерастает в сложную комплексную программу развития Кузнецкого угольного бассейна как самостоятельного территориальнопроизводственного комплекса ТЕК. Очевидно, во всем многообразии неотложных проблем на первый план следует выдвинуть решение важных научнотехнических задач, позволяющих коренным образом изменить подземную технологию горных работ. Системное обобщение рассмотренных выше тенденций моделирования и оптимизации ТС привело к раскрытию качественно новых эмерджентных свойств угольной шахты как БС.