Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях
Вперше зафіксований вплив операцій по пересувці секцій механізованого кріплення в діючому очисному вибою на швидкість конвергенції порід, що вміщають. Визначена зона впливу виїмкових операцій та операцій по пересувці секцій механізованого кріплення на змінення напружено-деформованого стану гірничого...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/190023 |
| 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: | Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях / А.В. Савенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2005. — Вип. 8. — С. 164-170. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-190023 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Савенко, А.В. 2023-05-17T14:07:17Z 2023-05-17T14:07:17Z 2005 Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях / А.В. Савенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2005. — Вип. 8. — С. 164-170. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 2664-1771 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/190023 622.831 Вперше зафіксований вплив операцій по пересувці секцій механізованого кріплення в діючому очисному вибою на швидкість конвергенції порід, що вміщають. Визначена зона впливу виїмкових операцій та операцій по пересувці секцій механізованого кріплення на змінення напружено-деформованого стану гірничого масиву. Influencing of mechanized support movement in operating longwall on the bearing strata convergence speed is fixed. The influence zone of taking-out operations and mechanized support movement operations on the bearing strata tensely-deformed change is determine. ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Прогноз и управление состоянием горного массива Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях Mine researches of bearing strata convergence in working breakage faces Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| spellingShingle |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях Савенко, А.В. Прогноз и управление состоянием горного массива |
| title_short |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| title_full |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| title_fullStr |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| title_full_unstemmed |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| title_sort |
шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях |
| author |
Савенко, А.В. |
| author_facet |
Савенко, А.В. |
| topic |
Прогноз и управление состоянием горного массива |
| topic_facet |
Прогноз и управление состоянием горного массива |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физико-технические проблемы горного производства |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Mine researches of bearing strata convergence in working breakage faces |
| description |
Вперше зафіксований вплив операцій по пересувці секцій механізованого кріплення в діючому очисному вибою на швидкість конвергенції порід, що вміщають. Визначена зона впливу виїмкових операцій та операцій по пересувці секцій механізованого кріплення на змінення напружено-деформованого стану гірничого масиву.
Influencing of mechanized support movement in operating longwall on the bearing strata convergence speed is fixed. The influence zone of taking-out operations and mechanized support movement operations on the bearing strata tensely-deformed change is determine.
|
| issn |
2664-1771 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/190023 |
| citation_txt |
Шахтные исследования конвергенции вмещающих пород в действующих очистных забоях / А.В. Савенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2005. — Вип. 8. — С. 164-170. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT savenkoav šahtnyeissledovaniâkonvergenciivmeŝaûŝihporodvdeistvuûŝihočistnyhzaboâh AT savenkoav mineresearchesofbearingstrataconvergenceinworkingbreakagefaces |
| first_indexed |
2025-11-24T16:10:15Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:10:15Z |
| _version_ |
1850851194151370752 |
| fulltext |
Прогноз и управление состоянием горного массива
У Д К 622.831
Ш А Х Т Н Ы Е И С С Л Е Д О В А Н И Я К О Н В ЕРГЕ Н Ц И И В М Е Щ А Ю Щ И Х
П О Р О Д В Д Е Й С Т В У Ю Щ И Х О Ч И С Т Н Ы Х ЗА БО Я Х
асп. С авенко А .В. (ИФГП НАН Украины)
Вперше зафтсований вплив операцт по пересувщ секцш меха>изованого
кр1плення в дт чому очисному вибою на швидкють конвергенци поргд, що вмь
щають. Визначена зона вплыву ви'шкових операцт та операцт по пересувщ сек-
цт механгзованого кртлення на змгнення напружено-деформованого стану ггр-
ничого масиву.
МОЧЕ К Е 8 Е А К С И Е 8 О Г В Е А Ш Х С 8 Т К А Г А СО т'ЕКСЕГМ СЕ IX
\УОККПЧС В К Е А К А С Е ЕАСЕ8
8 ауепко А.У.
1п/1иепст% о / тескапЬеВ зиррогI тоуетем т орегаПпр (опрмаЦ оп (Не
Ьеаггпр з(га(а сотегрепсе зрееВ 1зфхеВ, ТНе т/1иепсе гопе о / (актр-оШ орегаНопз
апВ тескап!:еВ зирроП то\'етеп1 орегаНопз оп (Не Ьеаг1пр з1га1а 1епзе!у-Ве/огтеВ
скапре 1з ВеЛегтте.
Эффективность работы очистных забоев зависит от проявлений гор
ного давления в виде смещений и расслоений пород, нагрузок на крепь,
отжима угля Массив горных породы до проведения в них выработок на
ходятся в состоянии равновесия под действием геостатических напряже
ний. При ведении горных работ равновесие нарушается, что приводит к
смещениям слоев пород. Кинематика горных пород является следствием
проявления сложных процессов в массиве, вмещающем угольный пласт, в
самом пласте, а также в механизированной крепи. Изучить горное давле
ние в процессе эксперимента можно только по видимым сдвижениям по
род кровли и почвы, которые непосредственно прилегают к угольному
пласту. Полученные в ходе эксперимента данные позволяют сделать выво
ды о процессах, происходящ их при ведении горных работ в кровле и поч
ве пласта, а также дать количественную оценку взаимодействия элементов
системы "механизированная крепь - боковые породы" с учетом влияния
интенсивности технологических операций в очистном забое.
Причины неудовлетворительного состояния кроьли и вывалообразо-
ваний неустойчивых пород в очистных забоях связаны со следующими
факторами:
1. Топтание кровли при передвижке крепи с полной разгрузкой
(приводит к потере сплошности нижнего слоя пород [1-5]).
2. Наличие породной подушки на перекрытии (приводит к удале
нию от груди забоя лавы на расстояние более 0,3 м точку первого контакта
верхняка с кровлей [6-9]).
164
3. Инертность крепей при передвижке (характеризуется запаздыва
нием крепления и, как следствие, обнажением пород в призабойном про
странстве лав [10-13]).
Все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии неустой
чивых и малоустойчивых пород непосредственной кровли и приводят к
вывалообразованиям в призабойном пространстве лавы.
Выемка угля комбайном и передвижка секций механизированной
крепи являются основными производственными операциями, которые ока
зывают влияние на проявление горного давления в лавах с механизиро
ванными крепями. Ранее проведенными исследованиями 114-16], было ус
тановлено, что при выполнении операций по выемке угля и передвижке
секций крепи скорость конвергенции вмещающих пород изменяется. Ско
рость протекания геомеханических процессов в горном массиве изменяет
ся и напрямую зависит от интенсивности выполнения основных производ
ственных операций в очистном забое. При выполнении этих исследований
получены численные значения ускорения конвергенции вмещающих по
род в лаве, составляющие 0 ,005-0,045 мм/миг на концевых участках и
0,045-0,055 мм/мин х в средней части лавы. Однако, исследования выпол
ненные в АП "Шахта им. А.Ф.Засядько" в 1997 г. [14,15] и 2001 г. [16] не
предусматривали фиксирование скорости конвергенции на каждой секции
крепи. Кроме того, во время инструментальных наблюдений в лаве не бы
ла обеспечена непрерывная фиксация показаний измерительной стойки
при передвижке секций механизированной крепи. Выводы, сделанные по
сле обработки шахтных наблюдений базируются на аппроксимации значе
ний конвергенции пород до передвижки секции крепи и после установки
измерительной стойки в новое положение.
Ц елю проводим ы х исследований является установлении влияния
процесса передвижки секций крепи на интенсивность геомеханических
процессов в горном массиве. Исходя из этого, для уточнения выдвинутых
гипотез и рекомендаций необходимо провести дополнительные инстру
ментальные наблюдения в высокопроизводительной 17-й восточной лаве
пласта т3 АП "Шахта им. А.Ф. Засядько". Проводимые в 17-й восточной
лаве пласта т3 АП "Шахта им. А.Ф. Засядько" натурные исследования ак
туальны и являются продолжением выполненных ранее шахтных наблю
дений для дальнейшего изучения геомеханических процессов в горном
массиве и технологических операций в очистных забоях.
Выбор объекта исследования обусловлен особенностями горно
геологических условий залегания пласта т3, которые являются наиболее
общими для Донецкого угольного бассейна.
Пласт т3 "Александровский" имеет сложное строение и представлен
двумя пачками. Геологическая мощность пласта колеблется в пределах
1,51—2,10 м, полезная мощность составляет 1,48—2,05 м. Залегание пласта
пологое.
Прогноз и управлении состоянием горного массива
165
Непосредственная кровля представлена трещиноватым неустойчи
вым аргиллитом категории Б3-Б] по классификации ДонУГИ, мощностью
до 14 м. Основная кровля — алевролит мощностью 3,0—15,1 м, выше — пес
чаник мощностью 10-15 м
Непосредственная почва — алевритистый аргиллит средней крепости,
склонный к сильному пучению, особенно при увлажнении.
Пласт опасен по газу, пыли, суфлярным выделениям метана, склонен
к самовозгоранию угля, в пределах всего шахтного поля, опасен по вне
запным выбросам угля и газа.
Выемочное поле отрабатывается по простиранию 17-й восточной
лавой, имеющей длину 250 м. Выемка угля осуществляется комбайном
1ГШ68 с шириной захвата 0,63 м по односторонней схеме снизу вверх с
зачисткой оставшегося угля при движении сверху вниз и «косыми заезда
ми» путём его манёвра на 15-20 м в нижней части очистного забоя.
Крепление основной части лавы производится секциями механизи
рованной крепи ЗМ КД90, которые задвш аются последовательно вслед за
выемкой угля комбайном с отставанием от шнека 1,3 м. Расстояние между
верхняком секции крепи и грудью забоя 0,3 м.
При вывалах породы кровли над секциями крепи выкладываются
клети из деревянных стоек, укладывается деревянный брус длиной 2,8 м. В
кровлю пласта бурятся шпуры длиной 2,2 м и диаметром 34 мм, в которые
вставляются шганги из армированного железа диаметром 32 мм, что пре
дотвращает дальнейшие вывалы.
На вентиляционном и откаточном штреках устанавливаются гид
равлические стойки ГК У . Крепление верхней ниши длиной 3 м, осущ еств
ляется гидравлическими стойками 11 СУ ГМ под металлические балки
СВП -27 длиной 4,4 м. Нижняя ниша длиной 3,0 м крепится аналогично
верхней - по бровке лавы и на шгреке за скребковым конвейером устанав
ливаются металлические балки из СВП -27 длиной 4,4 м под гидравличе
ские стойки Г КУ, Конвейерный штрек погашается по мере отхода лавы.
Работы в лаве ведутся в четыре смены, из которых первая - ремонт
но-подготовительная, остальные - добычные с выполнением в каждую из
них полного цикла по выемке угля.
Опыт отработки пласта /и3 показал, что вторичные осадки основно
кровли происходят через 50-60 м подвигания забоя лавы. Суточное подви-
гание очистного забоя составляет в среднем около 5 м.
Наблюдения в 17-й восточной лаве пласта т ̂ проводились еженс
дельно с 1 декабря 2004 г. по 30 мая 2005 года. При этом было исследова
но 42 циклов выемки угля комбайном и передвижки секций механизиро
ванной крепи. Общая продолжительность наблюдений составила 25 рабо
чих смен, или около 150 часов, П одвш ание лавы за период наблюдений
составило 850 м; было зафиксировано 14 посадок основной кровли.
Для измерения конвергенции вмещающих пород использовалась
стойка СУИ-П с индикатором часового типа ИЧТ-0,01. Хронометраж про
Прогноз и управление состоянием горного массива
166
Прогноз и управление состоянием горного массива
должительности производственных операций выполнятся с помощью се
кундомера. При этом показания приборов впервые фиксировались вер
бально через микрофон, установленный в прогивопылевом респираторе
наблюдателя, на диктофон. Данные, записанные на диктофон, впоследст
вии расшифровывались и заносились в специальные формуляры. Такой
метод наблюдений позволил одновременно фиксировать не только пока
зания приборов и секундомера, но и получить объективное вербальное
описание технологических операций в очистном забое.
При достаточном удалении комбайна от измерительной стойки ско
рость опускания кровли в 17-й восточной лаве пласта т3 составляла около
0,02-0,05 мм/мин и не зависела от операций по выемке угля. Однако, при
подходе верхнего шнека комбайна на расстояние 5-6 секции, что составля
ет 7,5-9 м, к измерительной стойке происходит резкая активизация про
цессов сдвижения. Максимальная скорость геомеханических процессов
соответствует промежутку времени в котором верхний шнек проходит ме
сто установки измерительной стойки (рис 1). Отрезок пути комбайна дли
ной 7-10 м выше измерительной стойки характеризуется затуханием про
цессов сдвижения во вмещающих породах. На этом участке скорость
опускания кровли уменьшалась до уровня, который предшествовал началу
влияния выемки. Этот участок представляет собой зону влияния операций
выемки угля позади комбайна, а также зону влияния операций по пере
движке механизированной крепи. Отмеченные изменения интенсивности
опускания кровли наблюдались при каждом проходе комбайна в районе
измерительной стойки.
В периоды между проходами комбайна интенсивность опускания
кровли стабилизировалась на уровне 0,02-0,05 мм/мин и практически не
зависела от длительности этого периода.
М етод вербальной записи результатов наблюдений позволил впер
вые зафиксировать влияние операций по передвижке секций механизиро
ванной крепи на интенсивность геомеханических процессов в горном мас
сиве. Так, перед измерительной стойкой скорость конвергенции пород
увеличивалась плавно, а после измерительной стойки наблюдалось сту
пенчатое изменение скорости конвергенции пород (рис 1). Причем, интен
сивность конвергенции пород обусловлена временем передвижки секции и
расстоянием до измерительной стойки. При этом, операции по передвижке
секций крепи расположенных ниже измерительной стойки не оказывали
существенного влияния на изменение скорости конвергенции пород.
Исходя из этого, целесообразна разработка рекомендаций по совер
шенствованию средств автоматизированного управления силовыми пара
метрами механизированных крепей с учетом особенностей проявления
горного давления в зависимости от выполнения основных производствен
ных операций в очистном забое.
167
Рисунок
« Т+-
О о -
'О
О ГЛ
Время зам ера, мин.
■ График конвергенции пород кровли и почвы в 17 восточной лаве пл. т З АП "Шахта
им. А. Ф. Засядько"
П
рогноз
и
управление
сост
оянием
горного
м
ассива
Прогни: и \ п/’,н. 1,-шн- < и< точное н горного массис
С ГПК О к 11111 I - \ I > 1*1.1
1. Грядущий Ю.Б. Геомеханическнс ш ипим упрнимсния нмналоопасным
кровлями в очистных забоях. - К. 1счн.„.,, 1998 ■ 100 с.
2. Брюханов О.М. Геомехаш чпе обгрушумшшч 1111406111 та засоб1в пщ
вищення ст1Йкост1 покр1вл! у лапах подо, их , пшшин.ч ииистж Донбасу
Автореф. дне., канд. техн. наук. 05.15 11 / Дпнпщ кс иирпбпиче об'ед
нання по видобутку вуплля «Донсцькиу!! им>> - Д>инчн.и, 1998, - 17с.
3. 1ванов ГС. Удосконалення методу ирш ни (уна..им шн ш.аинеиь порц
безпосередньо! покр1вл! у очисних нииии. пшкнц почини . , ,наспи: Ав
тореф. дис... канд. техн. наук: 05.15.11 /М А И улцы'шн Он ,. 11 у ■ гсотех
н 1чно1 мехашки. - Д., 2 0 0 0 , - 17 с.
4. А нти пов И .В . О п ределен и е допустим ы х иышх.мпнм крщиш и при
забой н ом пространстве лав II И звестна н у т а I мрны1< яурнал.-
1991 ,- № 3 ,- С. 36 - 39.
5. Г ребенкин С .С ., П ивень Ю .А ., Д оронин А Д Гоп тар. и,,,; II.Я.,
Ш лю пкин Н.Н . О ценка напряж енного состоянии м у т и . , мкынил
акустическим и м етодам и контроля // <10 пип к<чп1'ш| и | .
п р н и ч ого виробництва / П щ загальною редакци ю Л <1
Д онецьк: О О О ""Алекс", 2 0 0 3 .- С. 116-119.
6 . Якоби О. Вывалы пород из кровли в очистных забоях . мг ШЖ*М|.........
ной крепью и предложения по их предотвращению // 1 пн >«• и у >|< Г<.,
№ 14.-С . 882 - 889.
7. Зубов В.П. Влияние горно-геологических факторов на пип шик.,,
вывалов в лавах/ / Уголь - 1986 -№ 1 1 - С. 17-19.
8 . Черняк И.Л., Чехместренко Н.В., Грядущий Ю.Б. Устойчшии п. , ,
и вывалы пород в очистных забоях // Уголь Украины.- 1991 N11 х I
12-13.
9. О рлов А .А ., Баранов С .Г ., М ыш ляев Б.К. К репление и уираш ич т
кровлей в ком плексно-м еханизированны х очистны х забоях. М
Н едра, 1993.- 2 8 4 с.
Ю.Ляшок Я.О. Розробка способу запобшання вивал1в пор1д покр1вл1 в ли
вах пологих пласт!в при вийманж вуплля мехажзованими комплекса
ми: Автореф. дис... канд. техн. наук: 05 .15.02 / Донецькин держ.
техжчний ун-т. - Донецьк, 2000. - 23с.
11 .Овчаренко Г.В. Исследование способов предотвращения вывалообразо-
вания в призабойном пространстве лав пологих пластов: Автореф. дис...
канд. техн. наук: 05.15.02 / Ленинградский горный институт. - Л., 1979.
- 2 1 с.
12.Сидорук В.К. Обоснование параметров механизированного крепления
кровли очистных забоев в условиях неустойчивых пород и повышенно
го горного давления: Автореф. дис... канд. техн. наук: 05.15.02.- Тула,
1986,- 22 с.
169
13.Дм итриев В .А . О влиянии скорости подвьгания очистного забоя на
см ещ ение кровли // Уголь Украины .- 1980 .- № 5.- С. 10 - 11.
14.Антипов И.В., Ильюшенко В.Г., Кравченко В.Е. Ускорение конверген
ции вмещающих пород в очистных забоях // Физико-технические про
блемы горного производства. Донецк Китие, 1999.- С. 56-63.
15.Антипов И.В., Кравченко В.Е»,.|Щербинин Д.В. Ш ахтные исследования
конвергенции вмещающих пород // Уголь Украины,- 2000,- № 10.- С.
24-27.
16.3вягильский Е.Л.. Филимонов П Е., Антипов И.В., Щ ербинин Д.В. У с
корение конвергенции вмещающих пород в очистных забоях // Уголь
Украины .- 2002,- № 8 ,- С. 33-36.
Прогноз и управление состоянием горного массива
|