Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте
Показано состояние и актуальность вопроса оставления пустых пород получаемых от присечек в очистных и подготовительных забоях в выработанном пространстве лав. Обоснованы наиболее целесообразные пути решения этого вопроса. Для оценки опусканий и построения мульд сдвижения земной поверхности при раз...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60042 |
| 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: | Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте / А.Г. Кошка, А.В. Яворский, Д.С. Малашкевич, Е.А. Яворская // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60042 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кошка, А.Г. Яворский, А.В. Малашкевич, Д.С. Яворская, Е.А. 2014-04-11T10:37:50Z 2014-04-11T10:37:50Z 2013 Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте / А.Г. Кошка, А.В. Яворский, Д.С. Малашкевич, Е.А. Яворская // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60042 622.273.21 Показано состояние и актуальность вопроса оставления пустых пород получаемых от присечек в очистных и подготовительных забоях в выработанном пространстве лав. Обоснованы наиболее целесообразные пути решения этого вопроса. Для оценки опусканий и построения мульд сдвижения земной поверхности при различном заполнении выработанного пространства закладочным материалом использован математический аппарат, разработанный в Национальном горном университете. Расчетная схема включает слой наносов, карбон, угольный пласт, очистную выработку и выработанное пространство, заполненное з акладочным материалом и обрушенными породами. Приведены результаты расчетов опусканий поверхности в зависимости от полноты закладки и полных опусканий кровли очистного забоя. Представленные в статье исследования позволят сделать самотечную закладку эффективным и экономически оправдывающим себя способом оставления породы в шахте. Показано стан і актуальність питання залишення порожніх порід одержуваних від присічок в очисних і підготовчих вибоях у виробленому просторі лав. Обґрунтовано найбільш доцільні шляхи вирішення цього питання. Для оцінки опускань і побудови мульд зрушення земної поверхні при різному заповненні виробленого простору закладним матеріалом використаний математичний апарат, розроблений в Національному гірничому університеті. Розрахункова схема включає шар наносів, карбон, вугільний пласт, очисну виробку та вироблений простір, заповнене закладним матеріалом і заваленими породами. Наведено результати розрахунків опускань поверхні в залежності від повноти закладки і повних опускань покрівлі очисного вибою. Представлені в статті дослідження дозволять зробити самопливну закладку ефективним і економічно виправдувати себе способом залишення породи в шахті. The article describes status and pressing challenge of a problem concerning leaving of waste rocks after coalcutting in the mined out space of the stopes and development headings in the faces, and presents the most rational way of solving this live problem. In order to estimate rate of subsidence and to construct troughs of surface replacement at various types of backfilling of the mined out space with the stowing materials a mathematical apparatus is used which was designed by the Dnipropetrovs’k National Mining University. The design model includes a layer of sediment, carbon, coal seam, stope and minedout space filled with a stowing material and caved rocks. Results of calculation of surface subsidence are shown depending on the completeness of the stowing and full roof subsidence in the stope. Findings presented in this paper make the gravity fed stowing efficient and costjustifying way to leave the rocks in the mine. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте Відпрацювування тонких і вельми тонких пластів із залишенням пустих порід у шахті Mining of thin and extra thin seams with waste rocks left in the mine Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| spellingShingle |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте Кошка, А.Г. Яворский, А.В. Малашкевич, Д.С. Яворская, Е.А. |
| title_short |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| title_full |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| title_fullStr |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| title_full_unstemmed |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| title_sort |
отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте |
| author |
Кошка, А.Г. Яворский, А.В. Малашкевич, Д.С. Яворская, Е.А. |
| author_facet |
Кошка, А.Г. Яворский, А.В. Малашкевич, Д.С. Яворская, Е.А. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехнічна механіка |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Відпрацювування тонких і вельми тонких пластів із залишенням пустих порід у шахті Mining of thin and extra thin seams with waste rocks left in the mine |
| description |
Показано состояние и актуальность вопроса оставления пустых пород получаемых от присечек в очистных и подготовительных забоях в выработанном пространстве лав. Обоснованы наиболее целесообразные пути решения этого вопроса. Для оценки опусканий и построения мульд сдвижения земной поверхности при различном заполнении выработанного пространства закладочным материалом использован математический аппарат, разработанный в Национальном горном университете. Расчетная схема включает слой наносов, карбон, угольный пласт, очистную выработку и выработанное пространство, заполненное з акладочным материалом и обрушенными породами. Приведены результаты расчетов опусканий поверхности в зависимости от полноты закладки и полных опусканий кровли очистного забоя. Представленные в статье исследования позволят сделать самотечную закладку эффективным и экономически оправдывающим себя способом оставления породы в шахте.
Показано стан і актуальність питання залишення порожніх порід одержуваних від присічок в очисних і підготовчих вибоях у виробленому просторі лав. Обґрунтовано найбільш доцільні шляхи вирішення цього питання. Для оцінки опускань і побудови мульд зрушення земної поверхні при різному заповненні виробленого простору закладним матеріалом використаний математичний апарат, розроблений в Національному гірничому університеті. Розрахункова схема включає шар наносів, карбон, вугільний пласт, очисну виробку та вироблений простір, заповнене закладним матеріалом і заваленими породами. Наведено результати розрахунків опускань поверхні в залежності від повноти закладки і повних опускань покрівлі очисного вибою. Представлені в статті дослідження дозволять зробити самопливну закладку ефективним і економічно виправдувати себе способом залишення породи в шахті.
The article describes status and pressing challenge of a problem concerning leaving of waste rocks after coalcutting in the mined out space of the stopes and development headings in the faces, and presents the most rational way of solving this live problem. In order to estimate rate of subsidence and to construct troughs of surface replacement at various types of backfilling of the mined out space with the stowing materials a mathematical apparatus is used which was designed by the Dnipropetrovs’k National Mining University. The design model includes a layer of sediment, carbon, coal seam, stope and minedout space filled with a stowing material and caved rocks. Results of calculation of surface subsidence are shown depending on the completeness of the stowing and full roof subsidence in the stope. Findings presented in this paper make the gravity fed stowing efficient and costjustifying way to leave the rocks in the mine.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60042 |
| citation_txt |
Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте / А.Г. Кошка, А.В. Яворский, Д.С. Малашкевич, Е.А. Яворская // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT koškaag otrabotkatonkihivesʹmatonkihplastovsostavleniempustyhporodvšahte AT âvorskiiav otrabotkatonkihivesʹmatonkihplastovsostavleniempustyhporodvšahte AT malaškevičds otrabotkatonkihivesʹmatonkihplastovsostavleniempustyhporodvšahte AT âvorskaâea otrabotkatonkihivesʹmatonkihplastovsostavleniempustyhporodvšahte AT koškaag vídpracûvuvannâtonkihívelʹmitonkihplastívízzališennâmpustihporídušahtí AT âvorskiiav vídpracûvuvannâtonkihívelʹmitonkihplastívízzališennâmpustihporídušahtí AT malaškevičds vídpracûvuvannâtonkihívelʹmitonkihplastívízzališennâmpustihporídušahtí AT âvorskaâea vídpracûvuvannâtonkihívelʹmitonkihplastívízzališennâmpustihporídušahtí AT koškaag miningofthinandextrathinseamswithwasterocksleftinthemine AT âvorskiiav miningofthinandextrathinseamswithwasterocksleftinthemine AT malaškevičds miningofthinandextrathinseamswithwasterocksleftinthemine AT âvorskaâea miningofthinandextrathinseamswithwasterocksleftinthemine |
| first_indexed |
2025-11-26T01:47:06Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:47:06Z |
| _version_ |
1850606952047968256 |
| fulltext |
УДК 622.273.21
8
Кошка А.Г., канд. техн. наук
Яворский А.В., канд. техн. наук
Малашкевич Д.С.
Яворская Е.А., канд. техн. наук,
(ГВУЗ «НГУ»)
ОТРАБОТКА ТОНКИХ И ВЕСЬМА ТОНКИХ ПЛАСТОВ
С ОСТАВЛЕНИЕМ ПУСТЫХ ПОРОД В ШАХТЕ
Кошка О.Г., канд. техн. наук
Яворський А.В., канд. техн. наук
Малашкевич Д.С.
Яворська О.О., канд. техн. наук
(ДВНЗ «НГУ»)
ВІДПРАЦЮВУВАННЯ ТОНКИХ І ВЕЛЬМИ ТОНКИХ ПЛАСТІВ
ІЗ ЗАЛИШЕННЯМ ПУСТИХ ПОРІД У ШАХТІ
Koshka A.G., Ph.D. (Tech.)
Yavors’kyy A.V., Ph.D. (Tech.)
Malashkevych D.S.
Yavors’kaya E.A., Ph.D. (Tech.)
(SHEI «NMU»)
MINING OF THIN AND EXTRA THIN SEAMS WITH WASTE ROCKS
LEFT IN THE MINE
Аннотация. Показано состояние и актуальность вопроса оставления пустых пород полу-
чаемых от присечек в очистных и подготовительных забоях в выработанном пространстве
лав. Обоснованы наиболее целесообразные пути решения этого вопроса. Для оценки опуска-
ний и построения мульд сдвижения земной поверхности при различном заполнении вырабо-
танного пространства закладочным материалом использован математический аппарат, разра-
ботанный в Национальном горном университете. Расчетная схема включает слой наносов,
карбон, угольный пласт, очистную выработку и выработанное пространство, заполненное за-
кладочным материалом и обрушенными породами. Приведены результаты расчетов опуска-
ний поверхности в зависимости от полноты закладки и полных опусканий кровли очистного
забоя. Представленные в статье исследования позволят сделать самотечную закладку эффек-
тивным и экономически оправдывающим себя способом оставления породы в шахте.
Ключевые слова: селективная выемка, оставление пород, опускание поверхности.
Введение. Основными факторами, существенно ухудшающими экологиче-
скую обстановку угледобывающих регионов, являются: подработка земной по-
верхности и выдача из шахт больших объемов пустых пород, загрязняющих зе-
мельные угодья, водный и воздушный бассейны.
8
© Кошка А.Г., Яворский А.В., Малашкевич Д.С., Яворская Е.А., 2013
На природоохранные мероприятия по ликвидации последствий деятельно-
сти угольных предприятий затрачивается значительное количество средств.
Однако никакие средства не позволяют полностью ликвидировать все негатив-
ные последствия, так как большинство из них носят необратимый характер.
Особо остро эта проблема стоит при отработке тонких и весьма тонких
угольных пластов, балансовые запасы которых на шахтах Украины, по разным
источникам, превышают 80 % от общих запасов угля. В результате, в эксплуа-
тации находится большое количество пластов мощностью до 1 м, которые от-
рабатываются, в основном, с вынужденными присечками боковых пород. В на-
стоящее время, на отдельных шахтах Украины, объем породы, выдаваемой на
поверхность, превышает объем добываемого угля. Пустая порода от присечек в
очистных и подготовительных забоях выдается из шахт вместе с углем, форми-
руя так называемую «горную массу». При этом нерационально используется
электроэнергия, подземный и поверхностный транспорт, подъем, людские и
материальные ресурсы, соответственно повышается себестоимость добываемой
и отгружаемой шахтами горной массы. Рост зольности угля, за счет засорения
пустыми присекаемыми породами, ухудшает его качество, а значит снижает
цену, требует дополнительных затрат на транспорт и обогащение горной массы,
складирование отходов обогащения на поверхности. Поэтому, для каждой кон-
кретной шахты и, отрасли в целом, вопрос эффективной отработки тонких и
весьма тонких угольных пластов без выдачи на поверхность значительных объ-
емов пустых пород - это вопрос не только и не столько экологический, сколько
экономический и технологический.
Анализ применения закладки на шахтах Украины. Одним из наиболее
реальных путей, позволяющих значительно снизить негативные последствия
деятельности шахт на экологическое состояние регионов, уменьшить себестои-
мость добываемого угля, повысить его качество и цену, является широкое при-
менение технологии селективной отработки маломощных угольных пластов,
предусматривающей оставление присекаемых в очистных и подготовительных
забоях пустых пород в выработанном пространстве лав [1,2].
На сегодня наиболее отработанным вариантом такой технологии является
вариант с закладкой пород, присекаемых в очистных забоях, в выработанном
пространстве пневмо-закладочными комплексами «Титан-1» и «Титан-1М»,
дробильно-закладочными стационарными комплексами (ДЗК) отечественного
производства и чешскими закладочными машинами ZP-200, ZS-240[3].
Дробильно-закладочный комплекс "Титан" в свое время получил достаточно
широкое применение на шахтах Украины для закладки и оставления в вырабо-
танном пространстве породы от проведения подготовительных выработок.
Объем применения этого комплекса составил около 50 единиц [3]. Однако
в 90‐е годы он был снят с серийного производства по причине низкой эффек-
тивности.
Чешские закладочные машины ZP-200 и ZS-240 применялись на шахте
им. М. Горького для закладки пород от присечек в очистных забоях, работаю-
щих с раздельной выемкой угольных пластов и присекаемых боковых пород.
Закладочные машины использовали сжатый воздух из общешахтной пневмосе-
ти, подготовка закладочного материала осуществлялась по одностадийной схе-
ме с использованием двух параллельно работающих дробилок ДО1. Подготов-
ленный закладочный материал посредством ленточного конвейера подавался к
закладочной машине и закладывался в выработанное пространство очистного
забоя [3].
На пологих пластах широкое применение получили скреперные закладоч-
ные установки типа ЗК-02 и ЗК-03 [3], которые также использовались для за-
кладки породы в выработанное пространство лав и раскосок при прохождении
подготовительных выработок (более 400 установок). Использовались и другие
средства механической закладки, в частности метательные машины (ленточно-
барабанные и дисковые), которые, однако, не получили широкого применения.
Наиболее распространенной в угольной и горнорудной промышленности
бывшего СССР была гидравлическая закладка, удельный вес которой составлял
70-80%. Были созданы специальные выемочные механизированные комплексы
(КМГЗ, КВЗ и др.), которые позволяли механизировать процессы отработки
пластов и закладки выработанного пространства. В качестве закладочного ма-
териала использовались песок, щебень, хвосты обогатительных фабрик, а в не-
которых случаях и порода терриконов. Так, на шахте "Красный Октябрь" нахо-
дился в эксплуатации гидрозакладочный комплекс ГЗК, который осуществлял
закладку выработанного пространства породой, специально подготовленной на
поверхности [3].
На шахтах Донбасса, отрабатывающих крутые, крутонаклонные и наклон-
ные пласты, был достаточно широко распространен самотечный способ за-
кладки, при котором закладочный материал самотеком по почве пласта, метал-
лическим листам или рештакам поступал к месту закладки в выработанное про-
странство лавы. Он применялся, для полной и частичной закладки выработан-
ного пространства, а также выкладки бутовых полос у вентиляционных штре-
ков лав.
Нашла свое применение и твердеющая закладка, которая используется в на-
стоящее время на ряде шахт, в основном для возведения литых полос на сопря-
жениях лав со штреками (ш/у «Покровское» и др.).
Анализ используемых на шахтах Украины в разные годы способов закладки
выработанного пространства показал, что для поставленной в работе задачи, а
именно – оставления в выработанном пространстве лав пустых пород, получае-
мых в подготовительных и очистных забоях наиболее целесообразными явля-
ются пневматический и самотечный способы закладки, которые, хотя и имеют
ряд недостатков, но позволяют использовать в качестве закладочного материа-
ла шахтную породу в больших объемах.
Основная часть. Произведем оценку влияния этих способов закладки на
конвергенцию боковых пород в выработанном пространстве, при работе с раз-
дельной выемкой угольного пласта и присекаемых пород почвы с оставлением
пустых пород в выработанном пространстве лавы.
На рис.1 представлена принципиальная схема к расчету величины опуска-
ния пород кровли h и остаточной высоты закладки mост.
Рис. 1 - Схема к расчету величины опускания пород кровли
Величина опускания пород кровли с учетом усадки пород в выработанном
пространстве составит:
ℎ = 𝑚в −𝑚з ∙ 𝑘ост, м (1)
где 𝑚в – вынимаемая мощность, м; 𝑚з – высота закладываемого массива, м;
𝑘ост– коэффициент, учитывающий остаточную высоту закладочного массива;
𝑘ост = 0,80 – для пневматической закладки и 0,78 – для самотечной закладки.
В случае полной закладки выработанного пространства (по высоте):
ℎ = 𝑚в − (𝑚в − ∆ℎ) ∙ 𝑘ост, м
где ∆ℎ – величина конвергенции боковых пород в лаве, м
∆ℎ = 𝛼𝑚𝑅, м
где 𝛼 – коэффициент, учитывающий удельную конвергенцию пород, м−1; 𝑅 –
расстояние от забоя до закладочного массива, м.
Исходные данные для расчетов:
- мощность пласта, геологическая: 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5 м;
- мощность пласта, вынимаемая: 1,1 м
- величина присекаемых пород почвы: 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 м;
- присекаемые породы: аргиллит;
- породы непосредственной кровли: алевролит;
- плотность закладки: - пневматической - 0,8;
- самотечной - 0,7.
Исходя из выражения (1), при условии полной закладки выработанного про-
странства (под кровлю) и с учетом ее усадки при вынимаемой мощности 1,1 м,
опускание кровли составит: 0,40 м – для самотечной закладки, 0,38 м– для
пневматической закладки.
В таблице 1 представлены величины конвергенции боковых пород, при са-
мотечной закладке, и остаточная мощность закладочного массива, в случае, ко-
гда закладка выработанного пространства имеет своей целью лишь оставление
в выработанном пространстве пород от присечек почвы и (или) кровли.
Таблица 1 - Величины конвергенции боковых пород при самотечной закладке и остаточная мощ-
ность закладочного массива
Заполнение вырабо-
танного пространства (по
высоте), %
Величина полных опус-
каний пород кровли в выра-
ботанном пространстве ла-
вы, h,м
Остаточная мощ-
ность закладочного мас-
сива
mост, м
90 0,46 0,64
80 0,54 0,56
70 0,61 0,49
60 0,68 0,42
50 0,75 0,35
40 0,82 0,28
Для оценки опусканий и построения мульд сдвижения земной поверхности
при различном заполнении выработанного пространства закладочным материа-
лом воспользуемся математическим аппаратом, разработанным в Националь-
ном горном университете [4]. Расчетная схема изображена на рис. 2. Она вклю-
чает слой наносов, карбон (однородный слой с усредненными свойствами вме-
щающих пород), угольный пласт, очистную выработку и выработанное про-
странство, заполненное закладочным материалом и обрушенными породами.
Действующая нагрузка – вес пород.
Рис. 2 - Расчетная схема
Расчеты выполнены для горно-геологических условий шахт Донбасса при сле-
дующих исходных данных: нh =140 м; H=400 м; мощность отрабатываемого пласта
m =1,0 м; средняя скорость перемещения очистного забоя V =60 м/мес. Свойства
угля и вмещающих пород приведены в табл. 2.
Приведенные в табл. 2 данные для карбона определены как средние значения
соответствующих характеристик вмещающих пород (аргиллита, алевролита, песча-
ника и известняка). Построение мульды сдвижения на земной поверхности, обра-
зующейся над движущимся фронтом очистных работ, производилось по принципу
суперпозиции. Это означает, что сдвижение данной точки поверхности определя-
лось как сумма влияний отдельных “элементарных” вынимаемых элементов. Длина
такого элемента принималась равной шагу обрушения основной кровли, который в
рассматриваемых условиях составляет 10…22 м.
Таблица 2 - Свойства угля и вмещающих пород
Порода
Объемный
вес, , т/м
3
Модуль упру-
гости,
310E ,МПа
Коэффици-
ент Пуассо-
на,
Параметры ползу-
чести
310 ,
1c
Наносы 1,5 0,07 0,3 13,9 0,862
Карбон 2,76 3,18 0,3 6,84 0,7
Разрушен-
ные поро-
ды
1,5 0,01 0,499 - -
Уголь 1,47 20 0,35 2,32 0,7
Построенные по результатам расчетов мульды сдвижений, показаны на рис. 3.
1000
800
600
400
200
0
-400 -200 0 200 400 600 800 1000
, мм
L, м
1
2
3
L – расстояние забоя от разрезной печи, м.
Рис. 3 - Мульды сдвижения земной поверхности при различных значениях полных опуска-
ний:1 – h/m=0,25; 2 - h/m=0,5; 3 - h/m=0,75.
Анализ результатов расчетов, приведенных на рис. 3, показывает, что опус-
кания поверхности прямо-пропорционально зависят от значений полных опус-
каний пород кровли в выработанном пространстве, которые в свою очередь оп-
ределяются как разность между вынимаемой мощностью пласта и остаточной
мощностью закладочного массива. Так, при увеличении полных опусканий
кровли в два или три раза, соответственно до 0,5 и 0,75, опускания поверхности
также увеличиваются в два, три раза с 200 до 440 и 680 мм, на расстоянии от
500 до 700 м от линии забоя.
Кривые рассчитанных оседаний и горизонтальных перемещений в главном
сечении мульды на поверхности при полной подработке в рассматриваемых ус-
ловиях изображены на рис. 4 (сплошные линии – результаты расчетов, выпол-
ненных без учета ползучести пород, а пунктирные – с учетом этого фактора).
Из рис. 4 а следует, что кривая оседаний со временем выполаживается, при
этом значения смещений, по сравнению с результатами расчета без учета рео-
логических свойств пород, увеличивается примерно на 10…25%, а в краевых
частях мульды примерно на столько же уменьшаются.
-200 200 400 600
-200
-400
, мм
-600
-800
0 х, м
-200 200 400 600
0
-25
25
50
, мм
х, м
-50
0
Рис. 4 - Смещения в главном сечении мульды земной поверхности:
а) – оседания; б) – горизонтальные смещения
В отношении горизонтальных смещений можно отметить следующее. Фор-
ма кривой x со временем не меняется. Изменяется только масштаб: значе-
ния x уменьшаются в 2,1 раза.
На основе статистического анализа данных выполненных расчѐтов установ-
лена корреляционная зависимость максимальных относительных оседаний от
параметра z= h/m, характеризующего полные опускания пород кровли в выра-
ботанном пространстве лавы:
а
)
б
)
2284,0z72,97z271,9z021,5
z 23
0
max
(2)
где 0 – максимальный прогиб кровли пласта при полной подработке;
0,1...05,0
m
h
z .
Коэффициент корреляции данной зависимости R=0,99.
На рис. 5 изображена кривая
0
max z
, построенная по соотношению (2).
Точками обозначены данные соответствующих вариантов расчѐта.
Рис. 5 - Максимальные оседания мульд при различных значениях полных опусканий
Анализ результатов расчетов показал, что значения оседаний составляют 82
– 90% от полных опусканий пород кровли в выработанном пространстве.
Выводы. При полной закладке выработанного пространства самотечная за-
кладка может служить практически такой же эффективной мерой по уменьше-
нию опусканий земной поверхности, как и пневматическая. Но, поскольку не-
достатки самотечной закладки существенно уступают ее преимуществам, мож-
но считать этот вид закладки наиболее рациональным для условий большинства
шахт Донбасса.
Вместе с тем, вопросы технологии закладочных работ при самотечной за-
кладке пологих и наклонных пластов характеризуются недостаточной изучен-
ностью и отсутствием научного обоснования основных параметров и области
применения. Это обстоятельство, а также ряд организационно-технических
факторов, пока не дают возможности использования этого вида закладки для
оставления получаемых в очистных и подготовительных забоях пустых пород
от присечек почвы и кровли отрабатываемых пластов в выработанном про-
странстве лав. Решение этих вопросов позволило бы сделать самотечную за-
кладку эффективным и экономически оправдывающим себя способом оставле-
ния породы в шахте.
С помощью полученных в НГУ аналитических соотношений для горно-
геологических условий шахт Донбасса определены показатели деформаций
земной поверхности в условиях полной и неполной подработки и выявлены
следующие закономерности:
- опускания поверхности прямо-пропорциональны значениям полных опус-
каний пород кровли в выработанном пространстве, так, при увеличении полных
опусканий кровли с 0,25 до 0,5 и 0,75 от вынимаемой мощности пласта, макси-
мальные значения мульды оседаний поверхности, на расстоянии от 500 до 700
м от линии забоя, увеличиваются, соответственно с 220 до 440 и 670 мм;
- максимальные значения мульды оседания при полной подработке за счет
ползучести увеличиваются в 1,1…1,25 раза, горизонтального смещения – в
1,5…1,53 раза.
––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технология селективной отработки тонких угольных пластов: моногр./В.И. Бузило, А.Г. Кошка, В.П.
Сердюк [и др.] – Д.: Национальный горный университет, 2012. -138с.
2. Технология отработки тонких пластов с закладкой выработанного пространства: моногр./
В.И. Бузило, В.И. Сулаев, А.Г. Кошка [и др.] - Д.: Национальный горный университет, 2013. – 124 с.
3. Джваршеишвили, А.Г. Закладочное хозяйство шахт и рудников / А.Г. Джваршеишвили,
В.А.Силагадзе, А.К.Инашвили [и др.]. - М.: Недра, 1978. - 280 с.
4. Напряженно – деформированное состояние породного массива при отработке пологого угольного
пласта под охранными объектами: моногр./ А.В. Яворский, А.Г. Кошка, В.П. Сердюк [и др.]. – Д.: Нацио-
нальный горний университет, 2010. – 121 с.
REFERENCES
1. Buzilo, V.I., Коshka, A.G., Serduk, V.P. and etc. (2012), Technologiya selektivnoy otrabotki tonkikh ugol-
nykh plastov [The technology of selective mining of thin coal seams], National Mining University, Dnepropetrovsk,
Ukraine.
2. Buzilo, V.I., Sulaev, V.I, Koshka, A.G. and etc (2013), Technologiya otrabotki tonkikh plastov s zakladkoy
vyrabotannogo prostranstva [Technology mining thin seams with stowing goaf], National Mining University, Dne-
propetrovsk, Ukraine.
3. Dzhvarsheishvili, A.G., Silagadze, V.A., Inashvili, A.K. and Shavgulidze, Sh.V. (1978), Zakladochnoe kho-
zyaystvo shakht i rudnilov [Waste stowing mines], Nedra, Moscow, USSR.
4. Yavors`kyy, A. V., Koshka, O.G., Serduk, V.P. and Yavors`ka O.O. (2010), Napryazhenno-deformirovannoe
sostoyanie porodnogo massiva pri otrabotke pologogo ugolnjgj plasta pod okhrannymi obektami [Stress-strain state
of rock massif during mining flat coal seam under the protected objects], National Mining University, Dneprope-
trovsk, Ukraine.
––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Кошка Александр Григорьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры подземной разработки
месторождений Государственного высшего учебного заведения «Национальный горный университет»
(ГВУЗ «НГУ»), Днепропетровск, Украина, agkoshka@bk.ru
Яворский Андрей Васильевич, кандидат технических наук, доцент кафедры подземной разработки ме-
сторождений Государственного высшего учебного заведения «Национальный горный университет» (ГВУЗ
«НГУ»), Днепропетровск, Украина, yavorskiyandrey@mail.ru
Малашкевич Дмитрий Сергеевич, аспирант кафедры подземной разработки месторождений Государ-
ственного высшего учебного заведения «Национальный горный университет» (ГВУЗ «НГУ»), Днепропет-
ровск, Украина, malashkevich_dima@mail.ru
mailto:agkoshka@bk.ru
mailto:yavorskiyandrey@mail.ru
mailto:malashkevich_dima@mail.ru
Яворская Елена Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры аэрологии и охраны тру-
да Государственного высшего учебного заведения «Национальный горный университет» (ГВУЗ «НГУ»),
Днепропетровск, Украина, lenayavorskay@mail.ru
About the authors
Koshka Aleksandr Grygorevyh, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor of the Under-
ground mining department, State Higher Educational Institution «National Mining University» (SHEI «NMU»),
Dnepropetrovsk, Ukraine, agkoshka@bk.ru
Yavors’kyy Andrey Vasylevych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor of the Under-
ground mining department, State Higher Educational Institution «National Mining University» (SHEI «NMU»),
Dnepropetrovsk, Ukraine, yavorskiyandrey@mail.ru
Malashkevych Dmytriy Sergeevych, Post-graduate Student of the Underground mining department, State
Higher Educational Institution «National Mining University» (SHEE “NMU”), Dnepropetrovsk, Ukraine, malash-
kevich_dima@mail.ru
Yavors’kaya Elena Aleksandrovna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor of the Aero-
logy and labor protection department, State Higher Educational Institution «National Mining University» (SHEI
«NMU»), Dnepropetrovsk, Ukraine, lenayavorskay@mail.ru
––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Показано стан і актуальність питання залишення порожніх порід одержуваних від
присічок в очисних і підготовчих вибоях у виробленому просторі лав. Обґрунтовано найбільш до-
цільні шляхи вирішення цього питання. Для оцінки опускань і побудови мульд зрушення земної
поверхні при різному заповненні виробленого простору закладним матеріалом використаний ма-
тематичний апарат, розроблений в Національному гірничому університеті. Розрахункова схема
включає шар наносів, карбон, вугільний пласт, очисну виробку та вироблений простір, заповнене
закладним матеріалом і заваленими породами. Наведено результати розрахунків опускань поверх-
ні в залежності від повноти закладки і повних опускань покрівлі очисного вибою. Представлені в
статті дослідження дозволять зробити самопливну закладку ефективним і економічно виправдува-
ти себе способом залишення породи в шахті.
Ключові слова: селективна виїмка, залишення порід, опускання поверхні.
Abstract. The article describes status and pressing challenge of a problem concerning leaving of
waste rocks after coal-cutting in the mined-out space of the stopes and development headings in the faces,
and presents the most rational way of solving this live problem. In order to estimate rate of subsidence and
to construct troughs of surface replacement at various types of backfilling of the mined-out space with the
stowing materials a mathematical apparatus is used which was designed by the Dnipropetrovs’k National
Mining University. The design model includes a layer of sediment, carbon, coal seam, stope and mined-
out space filled with a stowing material and caved rocks. Results of calculation of surface subsidence are
shown depending on the completeness of the stowing and full roof subsidence in the stope. Findings pre-
sented in this paper make the gravity-fed stowing efficient and cost-justifying way to leave the rocks in the
mine.
Keywords: selective mining, leaving rocks, lowering of the surface.
Статья поступила в редакцию 25.09.2013
Рекомендовано к публикации д.т.н., проф. В.И. Бузило
mailto:lenayavorskay@mail.ru
mailto:agkoshka@bk.ru
mailto:yavorskiyandrey@mail.ru
mailto:malashkevich_dima@mail.ru
mailto:malashkevich_dima@mail.ru
mailto:lenayavorskay@mail.ru
|