Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Обеспечение устойчивости арочной крепи подготовительных выработок глубоких шахт продольно-балочной крепью усиления
Авторы Соловьёв Г. И., к. т. н., доц.
Раздел Недропользование
Год 2024 Выпуск 79 Страницы 21 - 32
УДК 622.831 EDN LZWJAZ
Аннотация Представлены результаты проверки эффективности применения одинарной и двойной продольно-балочной крепи усиления для обеспечения устойчивости конвейерных штреков 2-й западной и 2-й восточной лав пласта h10 «Ливенский» в условиях шахты им. М. И. Калинина государственного предприятия «Донецкая угольная энергетическая компания».
Реферат Цель. Представить новый метод обеспечения устойчивости выемочных выработок глубоких шахт, основанный на применении продольно-балочной связи арочной крепи, применительно к шахте им. М. И. Калинина в конвейерном штреке 2-й западной лавы и в конвейерном штреке 2-й восточной лавы пласта h10.
Методика. Методика исследования включает анализ существующих технологических решений и разработку нового способа, основанного на продольно-балочной консолидации основной крепи, проведение инструментальных наблюдений за проявлениями горного давления на контрольном и трех экспериментальных участках.
Результаты. Положительные результаты опытно-промышленной проверки продольно-балочной крепи усиления в условиях конвейерных штреков 2-й западной и 2-й восточной лав пласта h10 шахты им. М. И. Калинина, полученные при использовании сплошной системы разработки и поддержании выработки в различных зонах проявления повышенного горного давления, позволили сделать вывод о возможности управления процессом самоорганизации породных отдельностей на контуре выработки при продольно-жесткой связи рам основной крепи. Консолидация комплектов арочной крепи по длине выработки позволяет изменить механизм взаимодействия породных отдельностей в зоне неупругих деформаций вокруг выработки за счет синергетического эффекта образования и сохранения грузонесущих сводов в породах кровли над балками крепи усиления. Применение однобалочной крепи усиления позволило снизить величину вертикальных смешений боковых пород в 1,56 раза, а при использовании симметричной и асимметричной двухбалочной крепи усиления вертикальные смещения были снижены соответственно в 2,5 и 2,56 раза.
Научная новизна. Установлены новые особенности механизма деформирования боковых пород на контуре конвейерного штрека при продольно-балочной связи комплектов арочной крепи.
Практическая значимость. Определены рациональные параметры технологических решений и проведена апробация однобалочных и двухбалочных крепей усиления арочной крепи интенсивно деформирующихся конвейерных штреков 2-й западной и 2-й восточной лав пласта h10 шахты им. М. И. Калинина. Это позволило снизить затраты на ремонт подготовительных выработок и обеспечить безопасные условия работы горнорабочим добычных участков.
Ключевые слова горное давление, конвейерный штрек, арочная крепь, смещения боковых пород, продольно-балочное усиление, устойчивость выемочной выработки.
Финансирование
Список источников
1. Черняк И. Л., Ярунин С. А. Управление состоянием массива горных пород. М.: Недра, 1995. 395 с.
2. Повышение устойчивости подготовительных выработок угольных шахт / И. Ю. Заславский, В. Ф. Компанец, А. Г. Файвишенко, В. М. Клещенков. М.: Недра, 1991. 235 с.
3. Литвинский Г. Г., Гайко Г. И., Кулдыркаев М. И. Стальные рамные крепи горных выработок. К.: Техника, 1999. 216 с.
4. Бабиюк Г. В. Управление надежностью горных выработок: монография. Донецк: Свiт книги, 2012. 420 с.
5. Соловьев Г. И. О результатах опытно-промышленной проверки эффективности способа продольно-жесткого усиления арочной крепи выемочных выработок глубоких шахт // Геотехнічна механіка: міжвідомчий збірник наукових праць. Дніпропетровськ: ІГТМ ім. М. С. Полякова НАН України, 2005. Вип.61. С. 274–284.
6. Соловьёв Г. И. Определение параметров продольно-жесткой крепи усиления выемочных выработок глубоких шахт // Геотехнічна механіка: міжвідомчий збірник наукових праць. Дніпропетровськ: ІГТМ ім. М. С. Полякова НАН України, 2006. Вип. 64. С. 157–171.
7. Соловьёв Г. И. Особенности физической модели самоорганизации боковых пород на контуре выемочной выработки при продольно-жестком усилении арочной крепи // Науковий вісник НГУ. 2006. № 1. С. 11–18.
8. Соловьёв Г. И. Влияние продольно-балочной связи комплектов арочной крепи на устойчивость выемочных выработок глубоких шахт // Проблемы горного давления. 2019. № 1–2. (36–37). С. 33–44.
Полный текст