Способ управления труднообрушаемой кровлей
Запропоновано спосіб управління важкообвалюваною покрівлею, що створює можливість для роботи очисного вибою в розвантаженій від гірського тиску зоні, чим сприяє підвищенню швидкості посування лави, та запобігає газодинамічним явищам на схильних до таких явищ вугільних пластах. The method for managin...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57207 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Способ управления труднообрушаемой кровлей / И.Е. Кольчик // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 13, ч. 1. — С. 100-105. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859813328212197376 |
|---|---|
| author | Кольчик, И.Е. |
| author_facet | Кольчик, И.Е. |
| citation_txt | Способ управления труднообрушаемой кровлей / И.Е. Кольчик // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 13, ч. 1. — С. 100-105. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Запропоновано спосіб управління важкообвалюваною покрівлею, що створює можливість для роботи очисного вибою в розвантаженій від гірського тиску зоні, чим сприяє підвищенню швидкості посування лави, та запобігає газодинамічним явищам на схильних до таких явищ вугільних пластах.
The method for managing roof, which is difficult collapses that makes it possible to work in the coalface unloaded from the rock pressure zone than enhances the speed advance of longwall and prevents gas dynamics appearance are prone to such appearances in coal seams is proposed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:20:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
100
УДК 622.831.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЕМОЙ
КРОВЛЕЙ
Кольчик И. Е.
(ИФГП НАНУ, г. Донецк, Украина)
Запропоновано спосіб управління важкообвалюваною покрі-
влею, що створює можливість для роботи очисного вибою в роз-
вантаженій від гірського тиску зоні, чим сприяє підвищенню
швидкості посування лави, та запобігає газодинамічним явищам
на схильних до таких явищ вугільних пластах.
The method for managing roof, which is difficult collapses that
makes it possible to work in the coalface unloaded from the rock pres-
sure zone than enhances the speed advance of longwall and prevents
gas dynamics appearance are prone to such appearances in coal
seams is proposed.
Горнякам хорошо известны способы управления кровлей,
включающие частичную закладку, частичное обрушение, полную
закладку выработанного пространства, а так же, самый популяр-
ный способ управления кровлей – полным обрушением. При этом
отличительной чертой труднообрушаемых кровель, является воз-
можность формирования протяженных породных консолей, ко-
торые, обрушаясь, как неоднократно было зафиксировано, нано-
сили значительный вред крепи очистных забоев. Поэтому, для
горняков, долгие годы наличие труднообрушаемой кровли было
одним из факторов в значительной мере осложняющих ведение
работ и снижающих их безопасность. Решение этой проблемы
виделось в разработке способов, предотвращающих возможность
формирования протяженной породной консоли, в принудитель-
ном ее обрушении. Среди таких способов выделяется широко
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
101
применявшийся в различных модификациях способ передового
торпедирования кровли, заключающийся в бурении из штреков
длинных скважин в основную кровлю пласта над очистным забо-
ем и взрывание в них зарядов взрывчатых веществ (ВВ).
Интенсивное применение способов разупрочнения и прину-
дительного обрушения труднообрушаемых кровель прекратилось
всего пару десятилетий назад, когда был выпущен ряд механизи-
рованных комплексов с повышенной несущей способностью сек-
ций крепи. С тех пор, периодически встречаются мнения о том,
что не существует больше проблемы, связанной с труднообруша-
емой кровлей, а способы управления ею потеряли всякую акту-
альность. Сегодня с уверенностью можно утверждать, что про-
блема существует, однако проявляет она себя в несколько ином
ключе. Зависающая породная консоль формирует локальную зо-
ну разгрузки в угольном пласте впереди зоны временного опор-
ного давления, что сопряжено с рядом последствий, значительно
снижающих уровень безопасности ведения работ (рис. 1). Из-
вестно о наличии этой зоны давно. В частности, натурными
наблюдениями Ж. М. Канлыбаевой за смещениями реперов в
скважинах, выполненными еще в 70-х годах прошлого столетия,
показано, что при залегании в кровле отрабатываемого пласта
слоя песчаника, возможен его изгиб впереди очистного забоя [1].
Однако факты возникновения зоны разгрузки были зафиксирова-
ны лишь на малых глубинах и носили эпизодический характер.
На больших глубинах стало возможным ее наблюдать лишь при
увеличении скоростей подвигания очистных забоев и при приме-
нении комплексов с высокой несущей способностью, выдержи-
вающих значительные размеры зависающей породной консоли.
Одним из последствий непрогнозируемого возникновения
локальной зоны разгрузки является дополнительное неконтроли-
руемое метановыделение в выемочные выработки, что может
служить причиной их загазирования. В качестве решения этой
проблемы был разработан способ дегазации отрабатываемого
угольного пласта в пределах локальной зоны разгрузки [2].
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
102
Рис. 1. Схема ведения очистных работ на пласте с труднооб-
рушаемой основной кровлей:
1 – распределение вертикальных напряжений в угольном
пласте впереди очистного забоя;
2 – угольный пласт;
3 – очистной забой;
4 – породный труднообрушаемый слой;
Lраз – протяженность локальной разгруженной зоны;
Lоп – протяженность зоны временного опорного давления.
Однако возникновение локальной зоны разгрузки может
иметь и значительные положительные аспекты, конечно же, если
она формируется не спонтанно, а является следствием примене-
ния способа управления труднообрушаемой кровлей. Именно та-
кой способ, позволяющий наиболее полно использовать все вы-
годы данного типа кровли для очистных процессов, и был разра-
ботан в ИФГП НАН Украины.
Способ включает следующие последовательно выполняе-
мые операции: предварительное определение впереди очистного
2
4
Lраз Lоп 3
Lраз Lоп
L, м
Н
0
1
1
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
103
забоя ширины зоны временного опорного давления, установку в
выработанном пространстве рядов искусственных опор на участ-
ке, равном определенному значению, их передвижку со стороны
выработанного пространства к очистному забою при достижении
поддерживаемым участком установленной ширины по мере по-
двигания очистного забоя и, наконец, принудительное обрушение
части зависающей в виде консоли кровли пласта вслед за пере-
движкой опор, что обеспечивает постоянную протяженность раз-
груженной зоны (рис. 2).
Рис. 2. Схема расположения опорных конструкций:
1 – слой породы основной кровли;
2 – разрабатываемый угольный пласт;
3 – очистной забой;
4 – ряд пневмокрепи;
5 – скважины, торпедирующие основную кровлю пласта;
Lраз – протяженность локальной разгруженной зоны;
Lоп – протяженность зоны временного опорного давления;
Lк – длина породной консоли.
Важным моментом является то, что определение ширины
зоны временного опорного давления производится для случая,
Lк
4
1
Lраз
5
2
3
Lоп
10-15м
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
104
когда над выработанным пространством зависает консоль пород-
ного слоя, протяженностью достаточной для возникновения из-
гиба (поднятия) данного слоя в массиве впереди очистного забоя
по механизму рычага [3]. Таким образом, вес породной консоли и
менее прочных вышезалегающих слоев - слоев пригрузки, прихо-
дится на искусственные опорные конструкции, а лава при этом
постоянно пребывает в разгруженной зоне.
Очистной забой, находясь в пределах разгруженной зоны,
будет в состоянии развивать значительные скорости подвигания,
при этом на выбросоопасных пластах будут исключены случаи
возникновения газодинамических явлений в лавах.
В качестве искусственных опор предлагается использование
рядов пневмокрепи, которые возводятся параллельно очистному
забою из выемочных выработок при помощи троса и лебедок и не
требуют присутствия людей в выработанном пространстве.
Сокращать породную консоль следует на 10-15 м, после
каждых 10-15 м подвигания очистного забоя. Осуществлять это
можно при помощи взрывания ВВ в скважинах, пробуренных в
кровлю пласта из выемочных выработок.
Определение параметров Lраз, Lоп, и Lк рекомендуется произ-
водить по формулам, изложенным в работах [3, 4]. Так, для усло-
вий ш/у «Покровское», разрабатывающего пласт d4, в кровле ко-
торого залегает слой песчаника мощностью М, изменяющейся от
12 до 32 м и прочностью на одноосное сжатие σсж = 90 – 105 МПа
(для расчета приняты М = 20 м, σсж 100 МПа), при скорости по-
двигания очистного забоя Vл = 8 м/сут протяженность локальной
разгруженной зоны в угольном пласте составит 127 метров.
Таким образом, можно заключить, что предлагаемый спо-
соб, позволит разгружать разрабатываемый угольный пласт от
горного давления на участке протяженностью, достаточной для
ведения интенсивной добычи угля, в том числе и на выбросо-
опасных угольных пластах, обеспечивая при этом высокий уро-
вень безопасности работы шахтеров.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 13 (частина I), 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 13 (part I), 2013
105
СПИСОК ССЫЛОК
1. Канлыбаева Ж. М. Закономерности сдвижения горных пород
в массиве. –– М. : Наука, 1968. –– 108 с.
2. Пат. 94174 Україна, МПК (2011.01), Е21F 5/00. Спосіб дегаза-
ції вугільного пласта / Кольчик Є. І., Волошина Н. І., Коль-
чик І. Є., Кучерук І. П., Кольчик А. Є.; заявник та патентово-
лодарі Інститут фізики гірничих процесів НАН України. ––
11.04.2011, Бюл. № 7.
3. Кольчик Е. И. Устойчивость выемочных выработок при
больших скоростях подвигания лав / Кольчик Е. И. // Физико-
технические проблемы горного производства. –– Донецк :
ИФГП НАН Украины. –– 2008. –– № 11. –– С. 17––21.
4. Влияние подземной разработки угольных пластов на смеще-
ние земной поверхности / Е. И. Кольчик, В. Н. Ревва,
И. Е. Кольчик [и др.] // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. на-
ук. праць. –– 2008. –– Вып. 74. –– С. 118––130.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57207 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:20:15Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кольчик, И.Е. 2014-03-05T06:55:33Z 2014-03-05T06:55:33Z 2013 Способ управления труднообрушаемой кровлей / И.Е. Кольчик // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 13, ч. 1. — С. 100-105. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57207 622.831 Запропоновано спосіб управління важкообвалюваною покрівлею, що створює можливість для роботи очисного вибою в розвантаженій від гірського тиску зоні, чим сприяє підвищенню швидкості посування лави, та запобігає газодинамічним явищам на схильних до таких явищ вугільних пластах. The method for managing roof, which is difficult collapses that makes it possible to work in the coalface unloaded from the rock pressure zone than enhances the speed advance of longwall and prevents gas dynamics appearance are prone to such appearances in coal seams is proposed. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Способ управления труднообрушаемой кровлей Method to Control Poorly Caving Roof Article published earlier |
| spellingShingle | Способ управления труднообрушаемой кровлей Кольчик, И.Е. |
| title | Способ управления труднообрушаемой кровлей |
| title_alt | Method to Control Poorly Caving Roof |
| title_full | Способ управления труднообрушаемой кровлей |
| title_fullStr | Способ управления труднообрушаемой кровлей |
| title_full_unstemmed | Способ управления труднообрушаемой кровлей |
| title_short | Способ управления труднообрушаемой кровлей |
| title_sort | способ управления труднообрушаемой кровлей |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57207 |
| work_keys_str_mv | AT kolʹčikie sposobupravleniâtrudnoobrušaemoikrovlei AT kolʹčikie methodtocontrolpoorlycavingroof |