Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі
Приведен анализ запасов угля расположенных под различными охраняемыми объектами на шахтах ОАО “Павлоградуголь”, а также рассмотренные перспективы его добычи с учетом применения новой техники. Приведены результаты расчета нагрузки на механизированную крепь МК-98....
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32994 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі / А.В. Яворський, В.В. Янко, В.В. Лапко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-32994 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-329942012-05-27T12:32:37Z Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі Яворський, А.В. Янко, В.В. Лапко, В.В. Приведен анализ запасов угля расположенных под различными охраняемыми объектами на шахтах ОАО “Павлоградуголь”, а также рассмотренные перспективы его добычи с учетом применения новой техники. Приведены результаты расчета нагрузки на механизированную крепь МК-98. The analysis of reserves of coal which are situated under various protected objects on "Pavlogradugol" mines is resulted, and also prospects of extraction with account application of new technics are considered. The results of calculation of loading on powered supports MK-98 are resulted. 2009 Article Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі / А.В. Яворський, В.В. Янко, В.В. Лапко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32994 624.131 uk Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Приведен анализ запасов угля расположенных под различными охраняемыми объектами на шахтах ОАО “Павлоградуголь”, а также рассмотренные перспективы его добычи с
учетом применения новой техники. Приведены результаты расчета нагрузки на механизированную крепь МК-98. |
| format |
Article |
| author |
Яворський, А.В. Янко, В.В. Лапко, В.В. |
| spellingShingle |
Яворський, А.В. Янко, В.В. Лапко, В.В. Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі Геотехническая механика |
| author_facet |
Яворський, А.В. Янко, В.В. Лапко, В.В. |
| author_sort |
Яворський, А.В. |
| title |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі |
| title_short |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі |
| title_full |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі |
| title_fullStr |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі |
| title_full_unstemmed |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі |
| title_sort |
перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному донбасі |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32994 |
| citation_txt |
Перспективи та проблеми видобутку вугілля під охоронюваними об'єктами в західному Донбасі / А.В. Яворський, В.В. Янко, В.В. Лапко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 82. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT âvorsʹkijav perspektivitaproblemividobutkuvugíllâpídohoronûvanimiobêktamivzahídnomudonbasí AT ânkovv perspektivitaproblemividobutkuvugíllâpídohoronûvanimiobêktamivzahídnomudonbasí AT lapkovv perspektivitaproblemividobutkuvugíllâpídohoronûvanimiobêktamivzahídnomudonbasí |
| first_indexed |
2025-07-03T13:28:25Z |
| last_indexed |
2025-07-03T13:28:25Z |
| _version_ |
1836632564769488896 |
| fulltext |
"Геотехническая механика"
УДК 624.131
А.В. Яворський, асист,
В.В. Янко, асист, В.В. Лапко, асист.
(Національний гірничий університет)
ПЕРСПЕКТИВИ ТА ПРОБЛЕМИ ВИДОБУТКУ ВУГІЛЛЯ ПІД
ОХОРОНЮВАНИМИ ОБ'ЄКТАМИ В ЗАХІДНОМУ ДОНБАСІ
Приведен анализ запасов угля расположенных под различными охраняемыми объекта-
ми на шахтах ОАО “Павлоградуголь”, а также рассмотренные перспективы его добычи с
учетом применения новой техники. Приведены результаты расчета нагрузки на механизи-
рованную крепь МК-98.
PROSPECTS AND PROBLEMS OF COAL MINING UNDER PROTECTED
OBJECTS IN THE WESTERN DONBASS
The analysis of reserves of coal which are situated under various protected objects on "Pav-
logradugol" mines is resulted, and also prospects of extraction with account application of new
technics are considered. The results of calculation of loading on powered supports MK-98 are re-
sulted.
Вступ. По запасах вугілля Україна займає перше місце в Європі, його за-
гальні ресурси складають 117,2 млрд. т, а розвідані – 45,8 млрд. т. З розвіда-
них запасів 25 млрд. т належать Західному Донбасу, який являє собою крупну
паливно-енергетичну базу Придніпров'я і України в цілому. Видобуток вугіл-
ля в цьому регіоні здійснюють 10 шахт ВАТ “Павлоградвугілля”. Площа час-
тини родовища, що розробляється, складає близько 600 км
2
. Значна її частина
припадає на заплави річок, промислові і цивільні об'єкти. Під заплавами річок
Самара, Тернівка, Мала Тернівка залягає 186,3 млн. т вугілля, а під цивільни-
ми і промисловими будівлями і спорудами – 412 млн. т [1]. У зону підробки
потрапляють такі населені пункти, як Благодатне, Вербки, Тернівка, Росишки,
Самарське і ін. Крім того, на території шахтних полів частково розташовані
автомагістраль і залізниця Київ – Донецьк. Відомості про об'єкти, що підроб-
ляються, по шахтах ВАТ “Павлоградвугілля” станом на 2007 р. за даними ма-
ркшейдерської служби наведені в таблиці 1.
Табл. 1
Выпуск № 82
Актуальність проблеми. У теперішній час на шахтах Західного Донбасу
застосовується стовпова система розробки спареними і одинарними лавами.
Вибої переміщуються в напрямку від ствола до меж шахтного поля. Управ-
ління покрівлею – повне обвалення. При цьому, як показує досвід, відбува-
ються значні осідання земної поверхні, небезпечні для об'єктів, які охороня-
ються. Тому були спроби застосовувати закладку виробленого простору
[2, 3]. Проте в очисних вибоях шахт Західного Донбасу величина опускання
порід покрівлі після виїмки вугілля до пересування секцій механізованого
кріплення вже досягає 200 мм і продовжує зростати як в процесі пересування,
так і в період виконання закладних робіт.
З тієї ж причини недостатньо ефективною виявилася і система розробки
короткими лавами. Менші деформації земної поверхні виходили при бурош-
нековій виїмці, але продуктивність праці при цьому способі набагато нижча,
ніж при комбайновому [4, 5].
Тому перспективи збільшення видобутку вугілля в цих умовах пов'язують
все ж з комплексно-механізованими лавами, з підвищенням навантаження на
очисні вибої за рахунок використання вітчизняного і імпортного очисного
устаткування нового покоління, що дозволяє збільшувати швидкість перемі-
щення лав. Керівництво Донбаської паливно-енергетичної компанії (ДПЕК)
затвердило актуалізований бізнес-план ВАТ “Павлоградвугілля” на 2009 рік.
Згідно з планом, об'єм видобутку вугілля виробничого об'єднання на 2009 рік
збільшений з 13,5 до 14,65 млн. тон (на 8,5%).
На шахтах Західного Донбасу застосовуються нові вітчизняні механізовані
комплекси типів КД-99, КД -90, ДМ з очисними комбайнами КА-80, КА-200,
РКУ-10, ГШ-200, УКД-300 та ін. Проте вже є досвід використання імпортного
устаткування. На шахті "Дніпровська" (ВАТ “Павлоградвугілля”, ДПЕК), йде
успішне освоєння устаткування виробництва компаній "Ostroj" і "TMachinery"
(Чехія). Добовий видобуток з 1049-ої лави, оснащеної комплексом механізо-
ваного кріплення "Ostrоj", очисним комбайном МВ-410Е і конвеєром CZK-
190/800 "TMachinery", досягає 2500 тон вугілля на добу. Даний очисний ви-
бій, в якому працює нове для Західного Донбасу чеське гірничошахтне устат-
кування, був прийнятий в експлуатацію в кінці грудня 2008 року. До тепері-
шнього часу відбувається складний процес адаптації нової техніки до гірни-
чо-геологічних умов регіону.
ДПЕК також уклала договір на виготовлення і постачання гірничошахтно-
го устаткування зі світовим лідером у виробництві стругових установок ком-
панією Bucyrus DBT Europe GMBH. Сума контракту складає більше ніж
29 млн. євро.
У 2009 році почнеться запуск нового устаткування з шахти "Степова" ВАТ
“Павлоградвугілля”. Струги виготовлені з урахуванням виробничих особли-
востей і гірничо-геологічних умов вугільного підприємства. Розрахунковий
період за який струг окупається істотно менший, ніж аналогічний показник
для вугільних комбайнів.
По оцінках компанії DBT і технічних фахівців підприємства, середня про-
"Геотехническая механика"
дуктивність стругової установки після виходу на виробничу потужність дося-
гатиме 3300 т/доб., що значно більше, ніж максимально досягнута на існую-
чому вітчизняному устаткуванні.
Стругова установка цієї фірми може видобувати 5 млн. т вугілля без про-
ведення капітального ремонту, що в 7-8 разів краще за показники роботи
комбайнів УКД-300, які є одними з найбільш надійних видів вітчизняного
очисного устаткування.
Зрозуміло, що збільшення навантаження на лаву веде до збільшення шви-
дкості її переміщення. Але оскільки швидкість переміщення очисного вибою
істотним чином впливає на напружено-деформований стан (НДС) масиву, що
підробляється, характер обвалення покрівлі і інтенсивність процесу зсуву зе-
мної поверхні, межа її можливого збільшення повинна встановлюватися з
урахуванням конкретних гірничо-геологічних умов і глибини розробки.
Не менш важливими чинниками, що впливають на напружено-
деформований стан порід, особливо навколо очисної виробки, є силові і жор-
сткістні параметри механізованого кріплення, що використовується.
Величину швидкості переміщення очисного вибою і параметри механізо-
ваного кріплення, на тій або іншій глибині розробки, можна вважати раціона-
льними, якщо вони забезпечують безпечну працю людей в лаві і ефективність
видобутку вугілля без нанесення збитку охоронюваним поверхневим об'єк-
там.
При визначенні таких параметрів, як і при обґрунтуванні заходів щодо за-
хисту об'єктів, які охороняються, користуються даними шахтних спостере-
жень і рекомендаціями галузевих стандартів [6–9]. Але можливості натурних
досліджень обмежені, а нормативні документи не можуть повною мірою ві-
добразити гірничо-геологічні умови певного регіону. В результаті наносяться
збитки або природному середовищу і об'єктам, які охороняються, або неви-
правдано перевищуються втрати вугілля в надрах, падає рівень видобутку,
збільшуються капітальні витрати підприємства, знижується його фондовідда-
ча.
У зв'язку з цим, актуальним стає пошук аналітичного рішення задачі гео-
механіки для здобуття якісної картини і кількісних оцінок напружено-
деформованого стану всієї товщі порід, яке враховує параметри виймання ву-
гільного пласта на будь-якій стадії відробки та технічні характеристики меха-
нізованих комплексів нового покоління. Приклад реально існуючої необхід-
ності рішення даного питання - це посадка на "жорстку" нового імпортного
комплексу чеської фірми "Ostroj" на шахті "Степова" ВАТ “Павлоградвугіл-
ля”.
Мета досліджень – розробити методику визначення раціональних пара-
метрів виймання вугілля під об’єктами, які охороняються, та визначити ці па-
раметри для умов шахт Західного Донбасу.
Основна частина. Була розроблена методика визначення раціональних
параметрів виймання вугілля під об’єктами, які охороняються, (силові та жо-
рсткістні параметри механізованого кріплення, швидкість переміщення очис-
Выпуск № 82
ного вибою).
Були проведені розрахунки для механізованого кріплення МК-98, яке до
теперішнього часу застосовується на шахті «Степова». Навантаження, що діє
на перекриття механізованого кріплення, визначається по вазі порід в зоні
граничного напруженого стану навколо очисної виробки.
Найбільший тиск перекриття випробовує при посадці основної покрівлі,
яка відбувається у момент часу t . Визначаємо його по формулі
V
l
t o ,
де H05,0l0 крок обвалення основної покрівлі, встановлений на основі ана-
лізу напружено-деформованого стану порід на горизонті відробки вугільного
пласта; V – швидкість переміщення очисного вибою.
Вихідні дані і результати розрахунку максимального навантаження, що діє
на перекриття механізованого кріплення МК-98, і реакції в гідростійках, які
відповідають йому, наведені в таблиці 2.
Для нормального функціонування механізованого кріплення МК-98 згідно
з його технічною характеристикою повинні виконуватися наступні умови:
по сумарному навантаженню на перекриття
1560RR
j
j кН;
по питомому навантаженню на перекриття
400qq кН/м
2
;
по максимальному навантаженню на гідростійку
650RR jmaxj кН;
по зсувах
64,0max м.
Виводи і аналіз отриманих результатів.
З порівняння розрахункових величин, узятих з коефіцієнтом запасу
5,1kз за даними таблиці 2, з допустимими значеннями робимо висновок,
що всі необхідні умови виконуються при 400...200H м, якщо ,120,80V
150 м/міс, а у разі 40V м/міс - лише при 200H м.
Інтерполяцією даних таблиці для 40V м/міс і 80V м/міс можна пока-
зати, що на глибинах 400...200H м кріплення МК-98 працює нормально і
при 70V м/міс.
У подальших дослідженнях планується використати отриману методику
визначення раціональних параметрів виймання вугілля під об’єктами, які
охороняються, в розрахунках стосовно нового для Західного Донбасу устат-
кування - комплексу "Ostroj" і стругової установки компанії DBT.
"Геотехническая механика"
Таблиця 2 - Результати розрахунку навантаження на механізоване кріплення МК-98
Глибина
розроб-ки
H , м
Пара-метр
жорстко-
сті
tkc
Найбільша про-
тяжність зони
граничного на-
пруженого стану,
м
Навантаження на пе-
рекриття секції
Реакції в
гідростійках
по осі
Ох
по осі
Оу
сумар-не
R , кН
питоме
q , кН/м2
в пе-
редній
1R , кН
в
задній
2R , кН
V=40 м/міс
200 0,182 1,6 13,9 552 184 200 352
300 0,176 2,4 19,0 1139 380 412 727
400 0,171 2,6 23,4 1494 498 541 953
500 0,168 2,8 26,8 1864 621 675 1189
600 0,165 3,0 30,0 2272 757 822 1450
700 0,163 3,3 31,2 2558 853 926 1632
V=80 м/міс
200 0,193 1,9 7,1 159 53 58 101
300 0,186 1,2 10,4 315 105 114 201
400 0,182 1,5 13,0 484 162 175 309
500 0,179 1,8 15,4 689 230 249 440
600 0,176 2,0 17,5 870 290 315 555
700 0,174 2,2 19,4 1060 353 384 676
V=120 м/міс
200 0,198 0,6 4,9 75 25 27 48
300 0,193 0,9 7,1 158 53 57 101
400 0,188 1,1 9,1 249 83 90 159
500 0,185 1,3 11,0 466 118 129 227
600 0,182 1,5 12,5 870 155 169 297
700 0,180 1,6 14,0 564 188 204 360
V=150 м/міс
200 0,201 0,5 3,8 47 16 17 30
300 0,196 0,7 5,5 99 33 36 63
400 0,192 0,9 7,1 149 50 54 95
500 0,188 1,0 8,6 224 75 81 143
600 0,186 1,2 10,0 298 99 108 190
700 0,183 1,3 11,0 358 120 130 228
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1.Технико-экономическое обоснование комплекса мероприятий по предотвращению вредного влияния
на поверхность от ведения горных работ по шахтам ПО «Павлоградуголь». Том 1, Технологическая часть. –
Днепропетровск: «Днепрогипрошахт», 1991. – 542 с.
2. Колоколов О.В., Лубенец Н.А. О рациональных параметрах разработки угольных пластов на шахтах
Западного Донбасса / Сб. научн. тр. НГА Украины. – Днепропетровск, 2000. - № 10. – с. 5 – 12.
3. Кияшко И.А., Овчинников Н.Т. и др. Технология раздельной отработки весьма тонких пластов с за-
кладкой выработанного пространства // Горный журнал «Известия вузов», 1990. - № 2. – с. 17-20.
4. Бурошнековая выемка подработанных угольных пластов / В. И. Бондаренко, И. А. Ковалевская, П. П.
Корж, Г. А. Симанович. – Днепропетровск ГНПП “Системные технологии”, 1998. – 123 с.
5. Бублик Ф. П. Некоторые вопросы определения несущей способности целиков // Безлюдная выемка
угля. – М.: Недра, 1965. – с. 39 – 45.
6. Управление кровлей и крепление в очистных забоях на угольных пластах с углом падения до 35º. – К.:
Минтопэнерго Украины, 2002. – 142 с.
Выпуск № 82
7. Макаревич Ю.С., Ткаченко А.Г., Бабенко П.С. Результаты шахтных испытаний механизированной
крепи для очистных и закладочных работ // Уголь, 1989 .- № 7. с. 34-36.
8. Временные указания по управлению горным давлением на пластах мощностью до 3,5 м с углом паде-
ния до 35º. Л.: ВНИМИ, 1982 г. – 134 с.
9. Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным спосо-
бом / Отраслевой стандарт. – К.: Мінпаливенерго України, 2004. – 127 с.
Рекомендовано до публікації д.т.н. В.І. Бондаренком 28.07.09
|