Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины
На сегодняшний день на вооружении УкрНИМИ имеются три теоретически обоснованных и практически опробованных метода расконсервации запасов из околоствольных целиков: частичное сокращение целиков, полная подработка вертикальных стволов и гармоническая отработка угольных пластов. В основе этих методов л...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Дата: | 2001 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2001
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189719 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины / С.Б. Кулибаба // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2001. — Вип. 3. — С. 85-90. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-189719 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кулибаба, С.Б. 2023-04-21T14:52:14Z 2023-04-21T14:52:14Z 2001 Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины / С.Б. Кулибаба // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2001. — Вип. 3. — С. 85-90. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2664-17716 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189719 622.838.55:622.016.2 На сегодняшний день на вооружении УкрНИМИ имеются три теоретически обоснованных и практически опробованных метода расконсервации запасов из околоствольных целиков: частичное сокращение целиков, полная подработка вертикальных стволов и гармоническая отработка угольных пластов. В основе этих методов лежит прогноз ожидаемых сдвижений подрабатываемого породного массива с применением современных методик и сопоставление их значений с допустимыми деформациями крепи подрабатываемых вертикальных выработок. ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| spellingShingle |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины Кулибаба, С.Б. |
| title_short |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| title_full |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| title_fullStr |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| title_full_unstemmed |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| title_sort |
рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины |
| author |
Кулибаба, С.Б. |
| author_facet |
Кулибаба, С.Б. |
| publishDate |
2001 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физико-технические проблемы горного производства |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| format |
Article |
| description |
На сегодняшний день на вооружении УкрНИМИ имеются три теоретически обоснованных и практически опробованных метода расконсервации запасов из околоствольных целиков: частичное сокращение целиков, полная подработка вертикальных стволов и гармоническая отработка угольных пластов. В основе этих методов лежит прогноз ожидаемых сдвижений подрабатываемого породного массива с применением современных методик и сопоставление их значений с допустимыми деформациями крепи подрабатываемых вертикальных выработок.
|
| issn |
2664-17716 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189719 |
| citation_txt |
Рациональное извлечение угля из недр в зонах влияния на вертикальные шахтные стволы и технические скважины / С.Б. Кулибаба // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2001. — Вип. 3. — С. 85-90. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kulibabasb racionalʹnoeizvlečenieuglâiznedrvzonahvliâniânavertikalʹnyešahtnyestvolyitehničeskieskvažiny |
| first_indexed |
2025-11-27T00:53:04Z |
| last_indexed |
2025-11-27T00:53:04Z |
| _version_ |
1850789596150890496 |
| fulltext |
УДК 622.838.55:622.016.2
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ УГЛЯ ИЗ НЕДР В ЗОНАХ
ВЛИЯНИЯ НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ШАХТНЫЕ СТВОЛЫ И
ТЕХНИЧЕСКИЕ СКВАЖИНЫ
к.т.н. Кулибаба С.Б. (УкрНИМИ)
Анализ опыта охраны вертикальных шахтных стволов и тех
нических скважин от вредного влияния очистных выработок по
зволяет сделать вывод о том, что она не является оптимальной. При
существующей методике построения предохранительных около
ствольных целиков в недрах практически безвозвратно теряются
миллионы тонн дешевого угля. Извлечение этих запасов в сего
дняшней сложной ситуации н угольной промышленности позволило
бы кроме экономического получить ощутимый социальный эффект,
заключающийся в создании дополнительных рабочих мест как на
эксплуатируемых, так и закрывающихся угольных предприятиях.
Институт УкрНИМИ обладает уникальным опытом подработ
ки вертикальных шахтных стволов и технических скважин, вклю
чающим результаты деся гков экспериментов. Их анализ позволил
создать эффективные методы прогноза сдвижений и деформаций
подрабатываемого массива горных пород [1,2] и на их основе раз
работать оптимальные параметры выемки запасов угля из предо
хранительных околоствольных целиков. На сегодняшний день на
вооружении УкрНИМИ имеются три теоретически обоснованных и
практически опробованных метода расконсервации запасов из
околоствольных целиков: частичное сокращение целиков, полная
подрабозка вертикальных стволов и гармоническая отработка
угольных пластов. В основе этих методов лежит прогноз ожидаемых
сдвижений подрабатываемого породного массива с применением
современных методик и сопоставление их значений с допустимыми
деформациями крепи подрабатываемых вертикальных выработок
Рассмотрим вкратце характерные зоны в подрабатываемом
породном массиве, в которых может оказаться вертикальная выра
ботка при ее подработке [2]. На вертикальном разрезе массива гор
ных пород (рис 1) показана схема расположения этих зон над очи
стной выработкой РО пласта ВБ в области сдвижения АВСОЕ.
Цифрами 1 и 3 на схеме обозначены соответственно зоны полных и
неполных сдвижений, цифрой 2 - зоны перегибов слоев, цифрой 4 -
зоны опорного давления. Для зоны 1 характерны деформации вер
тикального растяжения, для зоны 4 - сжатия, для зон 2 и 3 - и те, и
другие, в зависимости от угла падения пластов а, а также места
расположения в них ствола.
85
1 II
Рис. 1. Схема расположения зон области сдвижения подра
батываемого массива горных пород
Из перечисленных выше методов расконсервации запасов
наибольшее развитие получил метод частичного сокращения пре
дохранительных целиков, при котором подрабатываемая верти
кальная выработка попадает, как правило, в зоны неполных сдви
жений 3, перегибов 2 и опорного давления 4 (положение ствола 1
на рис. 1). На основе прогноза сдвижений породного массива уста
навливаются границы участкон пласта внутри целика, отработка
которых не вызовет деформаций околоствольного массива по оси
подрабатываемого ствола, превышающих допустимые значения
для конкретных условий, а следовательно, не повлечет за собой на
рушений крепи и армировки ствола. Этот метод применим практи
чески в любых условиях, эффективность расконсервации запасов,
как правило, не превышает 20% и зависит в основном от состояния
крепи ствола на момен г начала внедрения очистных выработок в
пределы целика.
Так, на рис. 2 показан случай частичной расконс ервации за
пасов угля из предохранительного целика по пласту к7 под главный
ствол шахты "Заря" объединения "Торезанчрацит", осуществленной
по рекомендациям УкрПИМИ в 1998г. Средняя глубина разработки
86
X
Рис. 2. Частичная расконсервация запасов угли из целика н
условиях шахты Заря"
подрабатывающей лавы №23 составила 825м, вынимаемая мощ
ность пласта 0,9м, 1лу6ипа ствола 876м. В результате из целика бы
ло расконсервировано 14 тыс. т угля при отсутствии катких либо
нарушений подрабатываемых объектов - самого ствола, а также
зданий и сооружений на его промплощадке,
1[елый ряд других случаев частичной расконсервации описан
в работах [3,4].
1 Голная подработка вертикальных стволов и технических
скважин на практике производится реже, чем частичная Это обу
словлено более ограниченными условиями ее применения при ко
горых подрабатывающие очистные выработки должны находиться
значительно ниже зумпфа подрабатываемого ствола или техниче
ской скважины Такие условия довольно часто встречаются в тех
случаях, когда две шахты разрабатывают пласты разных свит, за
легающих на разных ярусах В качестве примеров можно привести
случаи полной подработки стволов шахт объединения "Донецк
\голь ■ 1лавного и вентиляционного стволов бывшей шахты "Юж
ная" очистными выработками пласта Не1 (йг) шахты им. Скочинско-
го в 1979-851Т. [4], а также вентиляционного ствола N>11 шахты
"Глубокая" очистными выработками пласта йе в 1989-9011. [5].
При полной подработке из предохранительного целика извле
кается, как правило, 4 )0% законсервированных в нем запасов уг
87
ля. Поскольку после окончания процесса сдвижения горных пород
подработанная вертикальная выработка оказывается в разгружен
ной области массива (положение ствола II на рис. 1), то в дальней
шем с ее охраной проблем обычно не возникает, о чем свидетельст
вует удовлетворительное состояние крепи ранее подработанных
стволов на протяжении долгих лет.
Наиболее редким, но в то же время и наиболее эффектив
ным, является третий метод расконсервации целиков, который на
зывается гармонической отраооткой пластов и сочетает в себе при
знаки первых двух. Метод был предложен автором и внедрен в ус
ловиях объединения "Краснодонуголъ" в 1987г. [6]. Остановимся на
нем подробней.
По аналогии с гармонической подработкой земной поверхно
сти [7], гармоническая подработка околоствольного массива заклю
чается в организации одновременного проведения двух или более
очистных выработок в разных пластах таким образом, чтобы зона
сжатия массива от одной из выработок совпадала с зоной растя
жения от другой. В результате взаимной компенсации разнознако
вых деформаций околоствольного массива по оси подрабатываемой
вертикальной выработки крепь последней не испытывает при под
работке серьезных деформаций
В рассматриваемом нами случае подработке подверглись
вентиляционные щ рфы №№4 и 5 шахты им. XXVI съезда КПСС
(нынешняя шахта ’Таловская") очистными выработкам!, шахт
"Ореховская" в пласте кз (лава №10) и им. 50-летия СССР в пласте
и 1 (8-я западная лава, рис. 3). Решение о подработке было принято
после тщательного изучения горно-геологичеких условий и анализа
результатов прогноза сдвижения горных пород. При анализе было
установлено, что деформации вертикального сжатия породного
массива по осям подрабатываемых шурфов в значительной степе
ни компенсируются дефоомациями вертикального растяжения,
поскольку шурфы одновременно попадают в положение I и II отно
сительно очистных выработок разных пластов (см. рис. 1). После
этого основной задачей эксперимента явилась максимальная син
хронизация подхода очистных забоев указанных лав к месту распо
ложения в плане шурфов, что и было предпринято.
Подработка осуществлялась под контролем инструменталь
ных наблюдений на комплексной наблюдательной станции, про
фильные линии которой были оборудованы на земной поверхности,
н ходке пласта к5н, сопрягающимся с подрабатываемыми шурфа
ми, а также в кречи шурфа №4. После окон гания процесса сдви
жения было зафиксировано, что устья и зумпфы шурфов осели
приблизительно на одну и ту же величину, составившую 400мм,
при отсутствии каких либо существенных вертикальных деформа
ций, что и прогнозировалось Обследование охраняемых целиками
объектов показало, что подработка не привела к нарушению их
88
-331
Рис. 3. Совмещенный план гарных выработок шахт "Орехов
ская" (пласт кг) и им. 50-летия СССР (пласт =я')
эксплуатационных способностей. Впоследствии в пласте кг фронт
очистных работ опу стился ниже, а в пласте и 1 целик был отработан
полностью, в результате чега в общей сложности было расконсер
вировано почти 300 тыс. т угля.
Таким образом, можно заключить, что реальные границы зон
влияния очистных выработок на стволы и гехнические скважины
довольно часто не совпадают с границами предохранительных це
ликов ко-гарые, как правило, строятся с запасом. Применение на
дежных способов прогноза сдвижений и деформаций массива гор
ных пород позволит продлить сроки эксплуатации \гледобывающих
предприятий и в значительной степени сократить безвозвратно
оставляемые в недрах запасы угля.
89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Кулибаба С.Б. Прогноз сдвижений и деформаций подрабаты
ваемого породного массива//Уголь Украины. - 2000. - №1. - С.
41-43.
2. Кулибаба С.Б., Кулибаба М.С. Прогноз вертикальных сдвиже
ний и деформаций массива горных пород//IV науч.-техн.
конф. ВУЗог Украины 'Маркшейдерское обеспечение горных
работ ', Днепропетровск, 14 15 мая 1996г. - Днепропетровск,
1996.- С. 151-154.
3. Голдин С.В., Кулибаба С.Б. Результаты подработки вентиляци
онной скважины иа шахте №1-3"Новогродовская"//1У науч,-
техн коне]). ВУЗов Украины "Маркшейдерское обеспечение
горных работ", Днепропетровск, 14 - 15 мая 1996г. Днепро
петровск, 1996. С. 155-157.
4. Кулешов В.М., Южанин И.А., Кулибаба С.Б., Дрибан В.А. Охра
на п поддержание I лубоких вертикальных стволов в Донбассе:
Обзор/ЦНИЭИугсль. - М. - 1987. - 31 с.
5. Кулибаба с.Б., Южанин И.А., Колдунов И.А., Голдин С.В. Выем
ка предохранительного целика под действующим вертикаль
ным стволом//Уголь Украины - 1991. - №8 - С. 31-33.
6. Кулибаба С.В., I олдин С.В., Сазонов Г.И. Литвиненко А.II.
Опыт расконсервации околоствольных целиков с применением
гармонической отработки пластов//Уголь Украины. 1989. -
№7. С. 7 8.
7. Турчанинон И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механи
ки горных пород. - Л. Недра, 1977. - 503с.
90
|