Совершенствование методики расчета параметров анкерной крепи выработок угольных шахт в зонах влияния сближенных угольных пластов

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  
УДК 622.281.74 DOI: 10.21440/0536-1028-2022-3-82-94


Скачать

 

Для цитирования: Сидоренко А. А., Апарин А. Г., Дмитриев П. Н. Совершенствование методики
расчета параметров анкерной крепи выработок угольных шахт в зонах влияния сближенных угольных
пластов // Известия вузов. Горный журнал. 2022. № 3. С. 82–94. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-3-82-94

Цель работы – совершенствование методики расчета параметров анкерной крепи участковых подготовительных выработок угольных шахт, находящихся в зоне влияния зон повышенного горного давления, сформированных устойчивыми межстолбовыми  целиками, оставленными при отработке сближенных угольных пластов.
Методы исследования – анализ современных методических подходов к расчету параметров анкерной крепи выработок угольных шахт, содержащихся в действующих нормативных документах, и мирового опыта обеспечения эксплуатационного состояния участковых подготовительных выработок при отработке сближенных угольных пластов длинными очистными забоями с оставлением устойчивых межстолбовых целиков.
Результаты. Показана необходимость совершенствования методических подходов к определению параметров анкерной крепи выработок, находящихся в зоне влияния краевых частей массива и целиков, сформированных при отработке сближенных пластов. Выполнен анализ влияния ширины целика на его напряженно-деформированное состояние. Обоснованы расчетные формулы, позволяющие учесть ширину целика, оставленного при отработке выемочных участков сближенных выше- и нижележащих пластов. Определены перспективные направления совершенствования схем и способов крепления участковых подготовительных выработок угольных шахт, позволяющие повысить скорость проведения участковых подготовительных выработок для своевременной подготовки новых выемочных участков при интенсивной угледобыче.
Выводы и область применения результатов. Параметры зон влияния целиков, сформированных при отработке сближенных пластов, в значительной степени определяются их шириной. Учет влияния зон повышенных проявлений горного давления от целиков является необходимым условием правильного расчета паспортов крепления участковых выработок, закрепляемых анкерной крепью. Разработанные рекомендации по совершенствованию методик расчета параметров крепи бортов участковых подготовительных выработок и величин прогнозируемых смещений в зонах повышенных проявлений горного давления от целиков позволяют повысить точность прогноза ожидаемых смещений и служат теоретической основой для успешного использования двухстадийных схем крепления горных выработок, благодаря которым увеличиваются темпы проходческих работ для своевременного обеспечения фронта очистных работ при интенсивной добыче угля. Результаты исследований могут быть использованы для обоснования паспортов крепления участковых подготовительных выработок, проводимых в зонах повышенных проявлений горного давления, формируемых целиками, оставленными при отработке сближенных угольных пластов.

Ключевые слова: подземная добыча угля; сближенные пласты; зоны повышенных проявлений горного давления; межстолбовые угольные целики; напряженно-деформированное состояние; участковые подготовительные выработки; анкерная крепь.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Peng S. S. Longwall mining. CRC Press, 2019. 562 p. URL: https://doi.org/10.1201/9780429260049
2. Артемьев В. Б. Развитие производства в 2008–2017 гг. Основные результаты и факторы их
достижения // Горная промышленность. 2018. № 5(141). С. 15–20. URL: http://dx.doi.org/10.30686/1609-
9192-2018-5-141-15-20
3. Sui W., Hang Y., Ma L., Wu Z., Zhou Y., Long G., Wei L. Interactions of overburden failure zones due to
multiple-seam mining using longwall caving // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2015.
No. 74. P. 1019–1035. URL: https://doi.org/10.1007/s10064-014-0674-9
4. Suchowerska Iwanec A. M., Carter J. P., Hambleton J. P. Geomechanics of subsidence above single
and multi-seam coal mining // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. Iss. 3.
P. 304–313. URL: https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.11.007
5. Nikiforov A. V., Vinogradov E. A., Kochneva A. A. Analysis of multiple seam stability // International
Journal of Civil Engineering and Technology. 2019. No. 10(2). P. 1132–1139.
6. Chase F. E., Worley P., Mark C. Multiple seam mining interactions: Case histories from the Harris
no. 1 mine // Proceedings of the 24th International Conference on Ground Control in Mining. Morgantown,
WV: West Virginia University, 2005. P. 79–86.
7. Зубов В. П. Состояние и направления совершенствования систем разработки угольных пластов
на перспективных угольных шахтах Кузбасса // Записки Горного института. 2017. Т. 225. С. 292–297.
URL: https://doi.org/10.18454/pmi.2017.3.292
8. Зубов В. П., Федоров А. С., Бостанджиев Д. С. Повышение эффективности разработки свит
сближенных пластов на перспективных шахтах Кузбасса // ГИАБ. 2017. № S5-2. С. 42–49.
9. Способ отработки угольных пластов: пат. RU 2164293 C2 Рос. Федерация. № 98109607/03; заявл.
26.05.1998; опубл. 20.03.2001. URL: patents.s3.yandex.net/RU2164293C2_20010320.pdf
10. Nguyen Q. Ph., Nguyen V. M., Nguyen V. C. Design of fully grouted rock bolts – a reinforcement
concept: analytical and numerical calculation // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal =
Minerals and Mining Engineering. 2022; 1: 7–22. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-1-7-22
11. Голубев Д. Д. Использование бесцеликовых технологий при отработке пологих угольных пластов
угля, склонного к самовозгоранию // ГИАБ. 2020. № 7. С. 64–77. URL: https://doi.org/10.25018/0236-
1493-2020-7-0-64-77
12. Mark C., Chase F. E., Pappas D. M. Multiple-seam mining in the United States: design based on case
histories // New Technology for Ground Control in Multiple-Seam Mining. 2007. No. 2007–110. P. 15–27.
13. Золотых С. С. Разработка технологической системы эффективной и безопасной отработки свит
пологих газоносных угольных пластов: дис. … д-ра техн. наук. Кемерово, 2001. 455 с.
14. Павлова Л. А. Геомеханическое обоснование параметров объемного предельно-напряженного
состояния углепородного массива при подземной отработке свиты пластов: дис. … д-ра техн. наук.
Кемерово, 2007. 306 с.
15. Казанин О. И., Ермаков А. Ю., Ванякин А. Ю. Оценка влияния зон повышенного горного
давления на эффективность отработки угольных пластов на шахте им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс» //
ГИАБ. 2014. № 4. С. 18–22.
16. Maleki H., Lawson H. Analysis of geomechanical factors affecting rock bursts in sedimentary
rock formations // Procedia Engineering. 2017. No. 191. P. 82–88. URL: https://doi.org/10.1016/j.
proeng.2017.05.157
17. Nagornov D. O., Kremcheev E. A., Kremcheeva D. A. Research of the condition of regional parts
of massif at longwall mining of prone to spontaneous ignition coal seams // International Journal of Civil
Engineering and Technology. 2019. No. 10(1). P. 876–883.

 

Язык сайта

Мы индексируемся в: