Обґрунтування параметрів і розробка технології комбінованого способу підтримки виробок, що використовуються повторно

Размещено на http://www.allbest.ru

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Спеціальність 05.15.02 - Підземна розробка родовищ

корисних копалин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Обґрунтування параметрів і розробка технології

комбінованого способу підтримки виробок,

що використовуються повторно

Байсаров Леонід Володимирович

Дніпропетровськ - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі підземної розробки родовищ Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ) і у ВАТ “Вугільна компанія “Шахта “Красноармійська-Західна №1” Міністерства палива та енергетики України (м. Красноармійськ Донецької обл.)

Науковий керівник:

доктор технічних наук,ІЛЬЯШОВ

професор, головаМихайло Олександрович

спостережної ради

ВАТ “ Вугільна компанія

“ Шахта “Красноармійська-Західна №1”

Міністерства палива та енергетики України

(м. Красноармійськ Донецької обл.)

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук,професор,РОЄНКО

професор кафедри будівельнихАнатолій Миколайович

геотехнологій і геомеханіки

Національного гірничого університету

Міністерства палива та енергетики України

(м. Дніпропетровськ)

кандидат технічних наук,КИРИЧЕНКО

директор Західно-Донбаського науково-Володимир Якович

виробничого центру "Геомеханіка"

Міністерства палива та енергетики України

(м. Павлоград)

Провідна організація: Криворізький технічний університет, кафедра підземної розробки родовищ (м. Кривий Ріг)

Захист відбудеться "_15_" _жовтня_ 2004 р. о _14-00_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.03 з захисту дисертацій при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України за адресою 49027, м. Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19, тел. (0562) 47-24-11

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти и науки України

Автореферат розісланий "_10_"_вересня_2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 08.080.03,

кандидат технічних наук, доцентВ.І. Тимощук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема підвищення ефективності роботи вугільних шахт у ранг найважливіших поставила задачі удосконалювання їх гірничого господарства, розробки прогресивних управлінських, технічних і технологічних рішень, сукупне впровадження яких забезпечило б стійке відтворення ліній очисних вибоїв, інтенсивне нарощування об'ємів видобутку вугілля й суттєве зменшення витрат виробництва. Інтенсифікація очисних робіт за рахунок росту навантажень на лави в ряд першочергових поставила задачі збільшення темпів і обсягів проведення виїмкових виробок при одночасному зниженні витрат на їх підтримку. Тому особливу актуальність набувають розробка і впровадження ресурсозберігаючих способів і технологій кріплення та підтримки підготовчих виробок, які забезпечили б їх повторне використання.

Відомі і широко застосовувані способи підтримки гірничих виробок у зоні дії очисних робіт характеризуються обмеженим ступенем піддатливості і несучої здатності охоронних конструкцій, що не в змозі протистояти підвищеному гірському тиску, внаслідок чого порушується виробничий цикл високомеханізованих очисних дільниць. Негативні наслідки цього є результатом недостатньої вивченості проявів гірського тиску в підготовчих виробках повторного використання і питань створення більш досконалих і ефективних способів їх кріплення та підтримки, що в кінцевому рахунку викликає великі економічні і матеріальні витрати.

Незважаючи на те, що шахти ведуть роботу з повторного використання металокріплень, щорічно на вугільних шахтах України витрачається близько 100 тис. тонн нового прокату для кріплення виробок, а фінансові витрати на кріпильні матеріали досягають 200 млн. грн. Разом з тим, значна частина (15-25%) виробок окремих шахт знаходиться в незадовільному стані. На ремонті виробок задіяно 32 тис. чол. (гірників очисного вибою - 54 тис. чол.); трудомісткість робіт з підтримки і ремонту виробок досягає 80-85 чол.-змін на 1000 т середньодобового видобутку; перекріплення виробок супроводжується видачею породи на поверхню в межах 3-15 м3 на погонний метр виробки. Складності з проходкою і підтримкою виробок викликають прискорене відпрацьовування вугільних запасів і зниження обсягів відтворення фронту ліній очисних вибоїв.

Враховуючи завдання галузевої політики ресурсозбереження з кардинального зменшення металомісткості кріплення виробок, ключовою задачею стає розробка та впровадження охоронних конструкцій з матеріалів, що заміняють чи доповнюють металоконструкції. Фундаментальні результати, отримані вченими в області механіки породного масиву, дозволяють стверджувати, що повторне використання виїмкових виробок повинне забезпечуватися не за рахунок застосування кріплень з важкого спецпрофілю з високою несучою здатністю, але головним чином за рахунок керованого малоенергоємного впливу на породний масив і залучення його в робочу охоронну конструкцію, що забезпечує полікомпенсацію зміщень під час проходки виробок та відпрацьовування першої і другої лав. Перспективним у цьому плані є комбінований спосіб підтримки виїмкових виробок із застосуванням приштрекових литих смуг з матеріалів, що швидко твердіють, чим забезпечується використання ефекту локального поетапного залучення породного масиву в охоронну конструкцію, яка значно знижує руйнівну дію гірського тиску на сполучення "штрек-лава". Розробка цього способу включає дві задачі: 1) геомеханічне обґрунтування параметрів комбінованої охоронної конструкції з високими несучою здатністю і ступенем примусової взаємодії з породними масивами, що забезпечує полікомпенсацію зміщень порід при наростаючій несучій здатності, компліментарній очікуваним навантаженням; 2) розробка технології реалізації способу, при якій забезпечувалися б необхідні якості і деформаційно-силові характеристики охоронної конструкції.

Складність і недостатня вивченість цих питань, геомеханічне обґрунтування параметрів комбінованого способу та розробку технології його здійснення при підтримці повторно використовуваних виробок на основі закономірностей стійкості породного масиву при керуванні його станом литими приштрековими смугами, визначають як актуальну науково-практичну задачу, що має важливе значення для вуглевидобувної галузі.

Робота виконана в період багаторічної виробничої діяльності автора у вугільній промисловості України.

Зв'язок теми дисертації з науковими програмами і планами досліджень. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до Стратегії розвитку паливно-енергетичного комплексу України до 2030 року (“Вугільна промисловість”) і Програми “Українське вугілля”, затвердженої постановою Кабінету Міністрів України (№438 від 30 березня 2002 р.) і планів держбюджетних робіт Міністерства освіти і науки України: тема ГП-233 “Встановлення закономірностей прояву гірського тиску в підготовчих виробках вугільних шахт, що знаходяться в зоні впливу очисних робіт” (№ДР 0198U005339), “Наукові основи руйнування і керування станом порід в елементах підземних споруд з метою підвищення конструктивної міцності і деформаційно-силових характеристик охоронних конструкцій” (№ДP 0103U004018).

Мета роботи - обґрунтування параметрів і розробка технології комбінованого способу підтримки повторно використовуваних виїмкових виробок при відпрацьовуванні пологих вугільних пластів на основі удосконалювання схем взаємодії приштрекових литих смуг із матеріалів, що твердіють, з породним масивом.

Ідея роботи - досягнення довготривалої стійкості гірничих виробок повторного використання в умовах інтенсивного прояву гірського тиску за рахунок утворення полікомпенсуючих, ієрархічно багаторівневих охоронних конструкцій з наростаючою несучою здатністю, в яких додатково до базового кріплення регламентується поетапне зведення литої приштрекової смуги з матеріалу, що твердіє.

Для досягнення поставленої мети в роботі сформульовані наступні основні задачі:

Обґрунтувати методику й дослідити в шахтних умовах процеси взаємодії комбінованої охоронної конструкції підготовчої виробки з породним масивом, у тому числі з литою жорсткою смугою з матеріалу, що твердіє.

Розробити математичну модель та дослідити особливості формування напружено-деформованого стану в масиві порід геотехнічної системи “базове кріплення - лита смуга - породний масив”.

Розробити ефективну в'яжучу мінеральну суміш і дослідити механічні показники затверділих матеріалів з неї при зведенні литих жорстких приштрекових смуг.

Обґрунтувати параметри, розробити технологію зведення литих смуг і впровадити комбінований ресурсозберігаючий спосіб підтримки повторно використовуваних виїмкових виробок.

Об'єкт досліджень - геомеханічні процеси в гірському масиві, ослабленому сполученням “штрек-лава” і підданому неодноразовому навантаженню. виробка деформований стан порода

Предмет досліджень - закономірності взаємодії системи “охоронні конструкції - порідний масив” при застосуванні комбінованого способу підтримки виробок для повторного використання.

Методи досліджень. Для вирішення поставлених задач застосовані комплексний метод досліджень, який включає проведення лабораторних і шахтних експериментів; комп'ютерний обчислювальний експеримент, метод безпосередніх тривалих вимірів зміщень контурів гірничих виробок для вивчення взаємодії кріплення й охоронної конструкції з породним масивом; геофізичні методи для дослідження процесів, що відбуваються в породному масиві. За сукупністю результатів обґрунтовані параметри комбінованого способу підтримки виїмкових штреків, що перевірені в шахтних умовах.

Наукові положення, що виносяться на захист:

Характер стійкості виїмкових виробок при базових кріпленнях в умовах підвищеного гірського тиску визначається наявністю шести основних зон стану породного масиву по довжині виробки: 1-а - поза зоною дії очисних робіт першої лави; 2-а - 60-70 м поперед першої лави; за лавою: 3-я - 0-40 м; 4-а - 40-200 м; 5-а понад 200 м; 6-а - вплив вибою другої лави. При цьому радіус зони непружних деформацій досягає 5-7 м, величини зміщень порід і втрата перерізу штреків залежно від часу підкоряються експоненціальному закону, а від відстані до лави - лінійному, коефіцієнт асиметрії навантажень на кріплення досягає 2-3, а залишковий переріз штреків після проходу першої лави складає 40-50% від проектного, що не дозволяє використовувати їх повторно.

Застосування комбінованого способу підтримки виробок з використанням приштрекових смуг різної піддатливості з різними коефіцієнтами форми і несучою здатністю змінює механізм деформування порід над штреками, тому що лита смуга, виконуючи роль “різального” кріплення, забезпечує руйнування породної консолі по кромці “смуга-лава”, зменшення зміщень порід у 2-3 рази, підвищення рівня примусової взаємодії масиву й охоронної конструкції і зниження коефіцієнтів асиметрії навантаження на неї до 1,20-1,25, а також збереження перерізу штреків для повторного використання на рівні до 12 м2 (0,6-0,8 проектного), при цьому залишковий переріз штреків після проходу другої лави - 7-8 м2, що підтверджує ефективність литих приштрекових смуг для підтримки виїмкових виробок.

Максимуми величини коефіцієнта, що характеризує залишковий переріз штреків, досягаються за таких раціональних параметрів смуги: ширина - 0,7-1,2 потужності пласта, відстань від контура штреку - 0,6-1,0 висоти нижнього підривання в штреку, при оптимальному діапазоні значень 0,2-1,0 м і коефіцієнті форми смуги в межах 0,8-1,4.

Міцність затверділих матеріалів із запропонованої мінеральної суміші з часом збільшується за експоненціальною залежністю, а їх поточна міцність задовільно описується (похибка 6-10%) формулою Б.Г. Скрамтаєва
(Rn=R28(lg n/lg 28)).

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій роботи забезпечується коректним використанням фундаментальних положень механіки деформівного твердого тіла; достатнім обсягом шахтних і лабораторних експериментальних досліджень, результати яких оброблені статистичними методами; застосуванням для досліджень апробованих методик геофізичного контролю породного масиву; задовільною збіжністю даних розрахунків і експериментів (помилка в межах 12-20%); позитивними результатами впровадження розробок для підтримки виїмкових виробок.

Наукове значення роботи полягає у встановленні закономірностей геомеханічних процесів у зоні деформівного породного масиву поблизу підготовчих виробок й обґрунтуванні параметрів ресурсозберігаючого способу їх підтримки для повторного використання, який включає комбінацію базового кріплення виробок і охоронних приштрекових литих смуг різної конструкції з матеріалів, що твердіють.

Наукова новизна роботи полягає в тім, що:

подальший розвиток одержали уявлення про закономірності формування деформаційного стану породного масиву, що вміщує виробки, підтримувані з використанням охоронних приштрекових литих смуг різної конструкції;

уперше з використанням тривимірної математичної моделі складноструктурного вуглепородного масиву на базі комп'ютерного обчислювального експерименту з урахуванням геометричних і механічних характеристик масиву і литої смуги досліджено в пружно-пластичній постановці напружено-деформований стан масиву й обґрунтовані раціональні параметри охоронної конструкції виробки із застосуванням матеріалів, що твердіють;

уперше досліджені механічні характеристики запропонованої мінеральної суміші і встановлений експоненціальний характер наростання з часом міцності матеріалів, що твердіють;

науково обґрунтовані параметри технології і технологічного регламенту зведення охоронних приштрекових литих смуг для повторного використання виробок, які забезпечують необхідну довготривалу їх стійкість, ресурсозбереження і ритмічну роботу високопродуктивних лав.

Практичне значення роботи:

обґрунтований і впроваджений ресурсоекономний комбінований спосіб ефективної охорони виїмкових штреків, призначених для повторного використання;

розроблена технологія і відпрацьований регламент зведення литих охоронних приштрекових смуг різної конструкції з застосуванням мокрого і сухого способів формування смуги;

розроблений склад мінеральної суміші й освоєно її виробництво, що відповідає за своїми технологічними і техніко-економічними показниками вищому світовому рівню (патент України №53569А, Е21 В33/138, Е21 Д21/00);

розроблені і впроваджені нормативно-технічні документи, що регламентують вибір параметрів литих приштрекових смуг, складу устаткування і технологічні операції для ефективної підтримки покрівлі вугільного пласта на сполученні “штрек-лава” з метою повторного використання виробок.

Розробки впроваджені на шахті “Красноармійська-Західна №1” у перших південних конвеєрних штреках блоку №2 і центральної панелі блоків №5 і №8. Обсяг підтримуваних виробок склав 6300 пог. м.

Впровадження технологічного регламенту формування приштрекових смуг забезпечило скорочення застосування ручної праці при підтримці виробок на 30-40%, економію металу до 420 кг на погонному метрі і коштів від 680 до 965 грн/м. Застосування розробленої мінеральної суміші забезпечує економічний ефект 200-300 грн/м3 готової смуги. Сукупна реалізація розробок у комплексі, що впроваджені на шахті “Красноармійська-Західна №1” відповідно до програми інвестиційного технічного переозброєння, забезпечила навантаження на лаву до 2500-3500 т на добу (при зведенні литої смуги до 10 м за зміну) і продуктивність праці робітника з видобутку понад 76 т/добу, що в 3 рази перевищує галузевий показник.

Сумарний фактичний економічний ефект від впровадження розробок склав 4,8 млн. грн. Результати роботи ввійшли складовою частиною в роботу “Розробка і впровадження техніко-технологічних та організаційно-економічних рішень при активній інвестиційній політиці, що забезпечують найвищу продуктивність видобутку вугілля”, якій у 2003 році присуджена Державна премія України в галузі науки і техніки.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні мети, ідеї роботи та формулюванні задач досліджень і наукових положень, виборі методів досліджень, проведенні шахтних геомеханічних і геофізичних досліджень, а також комп'ютерного моделювання і лабораторних експериментів щодо оцінки міцнісних характеристик матеріалів, що твердіють, із запропонованої мінеральної суміші для зведення приштрекових литих смуг; в обробці й аналізі лабораторних і натурних досліджень, обґрунтуванні параметрів комбінованого способу підтримки виїмкових штреків. Здобувач розробив структуру і зміст технологічного регламенту, здійснив його апробацію та впровадження в промислових умовах.

Апробація роботи. Основні положення роботи доповідалися й обговорювалися на Всесоюзній науково-технічній нараді “Шляхи поліпшення стану гірничих виробок” (Донецьк, 1998), 1-й Міжнародній конференції “Геотехнічна механіка освоєння надр” (Дніпропетровськ, 1998), Міжнародному симпозіумі “Неделя горняка - 2000” (Москва, 2000), VII-му Міжнародному семінарі з питань розвитку світової вугільної промисловості (Київ, 2001), Міжнародних енергетичних форумах - секція “Вугілля СНД” (Ялта 2001, 2002), Міжнародному симпозіумі “Геотехнологічні й екологічні проблеми освоєння підземних просторів, GIUS-2001” (Дніпропетровськ, 2001), Міжнародному форумі гірників (Дніпропетровськ, 2002, 2003), науковому семінарі Донецького державного технічного університету (Донецьк, 2002), науково-практичній конференції “Кріплення і ремонт гірничих виробок” (Павлоград, 2004), науково-технічних радах інституту “Дондіпрошахт” (Донецьк, 2000-2003), наукових семінарах кафедри підземної розробки родовищ Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (Дніпропетровськ, 2003-2004).

Реалізація висновків і рекомендацій роботи. Розроблені “Методичні рекомендації з комплексної геофізичної діагностики породного масиву і системи “охоронна конструкція-породний масив” горизонтальних капітальних і підготовчих гірничих виробок”, “Тимчасовий технологічний регламент з охорони підготовчих виробок вугільних шахт литими смугами з матеріалів, що твердіють”, затверджений Мінпаливенерго і погоджений з Держнаглядохоронпраці України, еталони-проекти, які регламентують порядок виконання комплексу робіт зі зведення поблизу штреків охоронних смуг різної конструкції, прийняті ВАТ “Дондіпрошахт” для проектування гірничих робіт.

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані у монографії, 11 наукових працях, з яких 4 написані без співавторів, викладені в патенті на винахід і 10 доповідях на міжнародних симпозіумах і семінарах.

Структура й обсяг дисертації.

Дисертація складається зі вступу, 4 розділів і висновку, переліку використаних джерел зі 160 найменувань. Текстовий обсяг дисертації складає 125 сторінок комп'ютерного тексту, містить 60 рисунків, 31 таблицю, 8 додатків на 36 сторінках. Загальний обсяг дисертації 252 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Перший розділ присвячений ретроспективному аналізу проблеми підтримки підготовчих виробок, а також дослідженню теоретичних підходів до оцінки стану системи “породний масив-охоронна конструкція виробки”.

Національний інтерес України диктує необхідність збереження і розвитку вугільної галузі в складі паливно-енергетичного комплексу. Незважаючи на певну стабілізацію обсягів вуглевидобутку на рівні 80-82 млн. т на рік, задачі технічного переозброєння шахт залишаються актуальними. Стратегічні цілі розвитку галузі визначені Програмою “Українське вугілля” для забезпечення вуглевидобутку на рівні 110 млн. т на рік.

Прийнятий генеральний напрямок у галузі для інтенсифікації і концентрації очисних робіт, організації роботи високопродуктивних лав (2000-6000 т/добу) у ранг найважливіших поставив задачу відтворення ліній очисних вибоїв, що неминуче пов'язано зі збільшенням темпів проведення виробок і збереженням їх для повторного використання. Вирішення останньої задачі забезпечить технічний прорив у вуглевидобуванні.

Докладними дослідженнями вчених і фахівців ДонВУГІ, НДІОМШБ, ДГМІ, Криворізького технічного університету, МДГУ, СПб.ГУ, УкрНДМІ, ІГТМ, ІГС ім. А.А. Скочинського, ІФГП НАН України, Національного гірничого університету, проектних інститутів і галузевих організацій створена належна наукова і техніко-технологічна база щодо вирішення задачі забезпечення стійкості підготовчих виробок, у т.ч. в зоні дії очисних робіт.

Разом з тим, різноманіття умов ведення гірничих робіт, невивченість геомеханічних процесів, що супроводжують їх, нерозробленість багатьох технологічних рішень зумовлюють великі витрати при вирішенні питань підвищення ефективності кріплення й охорони виїмкових виробок, що істотно впливає на рівень ресурсних витрат шахт.

Практика вугільних шахт, особливо останніх років, показує, що головними напрямками в підтримці виробок залишаються об'ємне застосування металокріплень і поетапне впровадження анкерних систем (Програма “Анкер”, Мінпаливенерго, ІГТМ НАН України). Застосування останніх призводить до суттєвого поліпшення роботи породного масиву як вантажонесучої конструкції за умови застосування нової технології опорно-анкерного кріплення.

Серед ефективних напрямків удосконалення способів підтримки підготовчих виробок варто вказати на розвиток підходів щодо створення комбінованих систем. Відмінною рисою таких систем є формування ієрархічно багаторівневих охоронних приштрекових конструкцій, що характеризуються високою несучою здатністю і достатнім ступенем примусової взаємодії з породними масивами. Перспективним у цьому плані є комбінований спосіб підтримки штреків із застосуванням приштрекових литих смуг з матеріалу, що твердіє, оснований на використанні ефекту локального поетапного залучення породного масиву в охоронну конструкцію, при якому істотно знижується руйнівна дія гірського тиску на сполучення “штрек-лава” і підвищується ізотропність властивостей порід, що зменшує їх нестійкість.

Ключовим у створенні таких охоронних конструкцій є інтеграція різних кріпильних елементів (рама, анкер, смуга), що визначає різні технологічні якості і деформаційно-силові характеристики конструкції, яка забезпечує полікомпенсацію зміщень (проходка, відпрацьовування 1-ї і 2-ї лав) порід з наростаючою несучою здатністю, компліментарній очікуваним навантаженням.

Складність і недостатня вивченість розглянутих питань зумовили зазначені вище задачі досліджень. Для досягнення мети і вирішення задач, поставлених у даній роботі, сформовані програма й методика досліджень, на основі яких виконаний комплекс лабораторних, аналітичних і натурних експериментальних досліджень. Кінцева їх мета - обґрунтування параметрів і розробка технології комбінованого способу підтримки повторно використовуваних виробок при відпрацюванні пологих вугільних пластів із застосуванням як регламентного засобу їх охорони литих смуг із матеріалів, що твердіють, для формування яких запропонована мінеральна суміш.

Другий розділ присвячений викладенню результатів шахтних досліджень геомеханічних процесів у виїмкових штреках. Для проведення досліджень розроблена методика й вибрані засоби вивчення взаємодії системи “кріплення-охоронна конструкція-породний масив”. При цьому були використані методичні і нормативно-технічні розробки ВНДМІ, ІГТМ, ІФГП, УкрНДМІ НАН України й інших організацій.

Перед викладом результатів досліджень охарактеризуємо умови і ділянки проведення експериментів, здійснених на шахті “Красноармійська-Західна №1”, на якій ведеться розробка одного вугільного пласта d4. У межах нині відпрацьовуваної частини шахтного поля потужність його коливається від 1,0 до 2,0 м. Кут падіння пласта 3-5°, вугілля марки К, глибина розробки 550-750 м. Тепер гірничі роботи ведуть на глибині понад 700 м. Вміщуючі породи вугільного пласта складені переважно пісковиками й алевролітами. Безпосередня покрівля - алевроліти потужністю до 6,0 м, середньої міцності - 30-55 МПа, за стійкістю відносяться до мало- (Б3) і середньостійким (Б4) породам, які розшаровуються. Основна покрівля - пісковик потужністю 9-17 м, міцністю 50-120 МПа, середньої обрушуваності (А2). Безпосередня підошва - алевроліт потужністю до 1,0 м, міцністю 20-50 МПа, середньої стійкості (П2).

Інструментальними геомеханічними і геофізичними дослідженнями, проведеними у виїмкових штреках перерізом 15-18 м2 на 19 спостережних станціях, отримані такі результати.

Установлено, що при повторному використанні виїмкових виробок їх геомеханічний стан за довжиною визначається наявністю шести основних зон впливу гірського тиску: 1-а - поза зоною дії очисних робіт першої лави; 2-а - 60-70 м поперед першої лави; за лавою: 3-я - 0-40 м; 4-а - 40-200 м; 5-а - понад 200 м; 6-а - вплив вибою другої лави. Дослідженнями стійкості штреків у 1-й зоні встановлено, що зменшення в часі висоти виїмкових штреків (опускання покрівлі), що підтримують рамним кріпленням, описується експоненціальною залежністю виду

(1)

з такими емпіричними коефіцієнтами: 0,30А1,20; 0,006В0,020 (помилка апроксимації 12-18%). Кількісно величина Дh при часі спостереження до 1 року складає 0,6-1,2 м. Найбільш інтенсивний період втрати висоти штреків - 20-80 діб.

Аналіз експериментальних кривих зміни швидкості зменшення перерізу в досліджуваних виробках у часі дозволив установити, що ця характеристика може бути описана такою емпірично-аналітичною залежністю

(2)

із значеннями емпіричних коефіцієнтів: 100А1130; 35В170, при цьому помилка апроксимації не перевищує 20%. В різних штреках втрата перерізу складає 3-7 м2.

Вимірами на сімох спостережних станціях у штреках, підданих впливу очисних робіт, установлено такі особливості. Вплив лави просліджується поперед неї на віддаленні 60-70 м, найбільше - на відстані 10-20 м. Опускання покрівлі виробок досягає 600-1200 мм, здимання - 400-600 мм; втрата площі перерізу штреку варіює у великих межах, досягаючи в максимумі 1000 см2/доб., при цьому найбільша втрата висоти штреку досягла 350-370 мм/доб. Залишковий переріз штреків після проходу першої лави складає 40-50% від проектного, при таких величинах показників не вдається зберегти експлуатаційний стан штреків для повторного використання.

Задача вибору параметрів способу підтримки штреків визначила необхідність кількісної оцінки зміщень порід у виїмкових штреках. На базі розробок ІГТМ НАН України і з введенням поправкових коефіцієнтів нами отримана емпірична залежність для прогнозування зміщень покрівлі виробки в зоні впливу очисних робіт:

.(3)

Тут прийняті такі позначення: ст - міцність порід на стиск; Н - показник умов складності підтримки виробок; b і h - ширина і висота виробок; L - відстань до лави, що змінюється в діапазоні (+80 м)...(-150 м); 0,87<Кк<0,93; Е=20,0; Kвз - уведений нами коефіцієнт, що характеризує взаємодію породного масиву й охоронної конструкції - 1,0<Квз<8,0, великі значення Квз характерні для більш жорстких систем. Коефіцієнт кореляції для різних умов змінюється в межах 0,79-0,83, відносні відхилення не перевищують 20-25%.

Використовуючи розробки ИГТМ НАН України і вводячи емпіричний коефіцієнт (Квз), отриманий аналітичний вираз для розрахунку радіуса зони непружних деформацій для часу введення в роботу литої смуги, яким визначається граничне її навантаження:

.(4)

При зал = 0,1 ст, А = 3 і Квз = 1,5, помилка обчислень не перевищує 20%. Для комп'ютерного моделювання середнє значення rL = 6,0 м.

Геофізичні дослідження взаємодії системи “охоронна конструкція-породний масив” проведені при п'ятьох різних схемах підтримки штреку. Найпростіша - металокріплення, найскладніша - рама + анкер + лита смуга з залізобетонними блоками.

При вібродіагностиці за відносний показник навантаження на охоронну конструкцію прийняте значення інформативного параметра Іа обернено пропорційного величині амплітуди коливань системи на частоті максимуму спектральної густини.

Вимірами й вібродіагностикою встановлено, що на ділянках виробок, закріплених тільки рамним кріпленням, до 85% рам деформовано асиметрично з максимумом навантажень з боку відпрацьованої лави. При цьому, контролем рівня електромагнітної емісії виявлений розвиток інтенсивних процесів руйнування покрівлі вугільного пласта. У цих умовах показник Іа змінюється в межах 0,04-0,12, тобто коефіцієнт асиметрії навантажень (Ка) варіює в межах 2-3. На ділянках зміцнення порід анкерами деформації контура штреків ефективно обмежуються системою опорно-анкерного кріплення (РД 12.01.01.501; РД 12.01.01.502), причому з віддаленням від лави (0-40 м) навантаження на анкери більш рівномірно розподілене по контуру штреків (Ка=1,4-1,5). При затвердінні матеріалу литої смуги її механічні характеристики стають порівняними з характеристиками вугільного пласта. Це сприяє вирівнюванню навантажень на охоронну конструкцію. Інформативний показник навантажень для рамного кріплення складає 0,045-0,056, а для анкерного - 0,047-0,060, тобто коефіцієнт асиметрії навантажень знижується до 1,20-1,25. Введенням литої смуги в роботу з підвищенням міцності її матеріалу в часі забезпечується збереження природної міцності порід покрівлі пласта, зниження рівня напруженого стану в масиві, підвищення симетрії навантаження охоронної конструкції, а рівнонавантаженість системи виявляється в чітко вираженому формуванні максимуму навантажень на верхній її частині рамного кріплення. Реєстрація електромагнітного випромінювання в досліджуваних штреках показує, що з підвищенням жорсткості смуги зменшується його інтенсивність, тобто припиняється процес руйнування порід, що налягають на смугу.

Для вивчення ефективності варіантів розміщення смуги у виробленому просторі був проведений технологічний експеримент, суть якого полягала в зміні відстані від контура штреку до смуги. Здійснені чотири базові варіанти: смуга шириною 1,0 м на віддаленні 1,0 м; смуга шириною 1,0 м розташована на контурі штреку; смуга шириною 1,0 м - на віддаленні 0,5 м; дві смуги шириною 0,6-0,8 м розташовані з проміжком 0,6 м, причому перша смуга розміщена за контуром штреку.

Найбільше опускання покрівлі виробки відзначалося в 3 і 4 варіантах, найбільше здимання порід підошви - у 2 і 4 варіантах. Характерним для ділянок виробок, де є здимання, є його асиметричний характер, при якому з боку вугільного цілика підняття підошви практично відсутнє, а його максимум (150-300 мм) розташований поблизу контура штреку з боку затверділої литої смуги, що діє на зволожені пластичні породи як штамп. Більш оптимальним виявився варіант 3. З огляду на геомеханічні передумови і технологічний фактор, розробка регламенту зведення приштрекових смуг базується на цьому варіанті. Порівняльний аналіз результатів опускання покрівлі у виїмкових штреках показав, що його величина зменшується зі зростанням ієрархії охоронної конструкції і складає: для рам - 1,0-1,2 м; рам з анкерами - 0,45-0,60 м; комбінації з литими смугами - 0,4-0,5 м; комбінації з литими смугами і залізобетонними блоками - 0,2-0,3 м.

Доведено, що застосування литої смуги забезпечує зменшення зон руйнування породного масиву (тріщинуватість у породах над пластом не вище 1,0-1,3 м), підвищення приконтурної, міжшарової і глибинної стійкості масиву, що дає можливість зберегти перерізи штреків після проходу першої лави до 12 м2 (0,6-0,8 проектного), а залишковий переріз штреку за другою лавою - 7-8 м2. Коефіцієнт асиметрії навантажень на охоронну конструкцію знижується з 2-3 до 1,20-1,25.

Геомеханічні дослідження, геофізична діагностика і візуальні спостереження підтвердили ефективність комбінованого способу охорони виробок з метою повторного використання.

Третій розділ присвячений комп'ютерному моделюванню геомеханічних процесів при взаємодії системи “породний масив-охоронна конструкція”.

Розвитий новий підхід до моделювання геомеханічних процесів у породному масиві поблизу підготовчих виробок вугільних шахт за наявності охоронних смуг на базі нелінійної просторової задачі механіки гірських порід. Як розрахункова схема використовується континуальна модель, відповідно до якої породний масив моделюється суцільним шаруватим середовищем з вирізами, а охоронні конструкції, включаючи охоронні смуги - суцільним середовищем, жорсткісні і міцнісні характеристики якої еквівалентні відповідним характеристикам реальних конструкцій. Розроблені обчислювальний алгоритм і комп'ютерна програма для розв'язання задачі методом скінченних елементів. Методом обчислювального експерименту встановлені закономірності й особливості протікання геомеханічних процесів поблизу підготовчих виробок і надане обґрунтування конструктивних параметрів охоронних смуг при розробці пологих вугільних пластів середньої потужності.

При проведенні обчислювального експерименту розглядалися три варіанти зведення охоронних смуг. В яких охоронна смуга містила один чи два ряди дерев'яного органного кріплення за простяганням і підняттям пласта. При першому варіанті ділянки із суміші, що твердіє, зводяться між рядами органного кріплення. При другому - литі ділянки чергуються з залізобетонними блоками, а при третьому - за литою смугою розташовується стінка з бетонних блоків, що укладаються подібно цегельній кладці на глинистому розчині. Приймалося, що через добу після укладання матеріалу в смугу міцність матеріалу повинна складати не менш 10 МПа, а кінцеву міцність при одноосьовому стиску стандартних зразків через 28 діб матеріал повинний мати 40 МПа. Міцність на стиск залізобетонних блоків складає 40 МПа.

Базове кріплення виїмкової підготовчої виробки складається з рамного й анкерного. Схеми установки анкерного кріплення в різних умовах регламентуються провідним нормативним документом РД 12.01.01.501-98 (Мінвуглепром, ІГТМ НАН України).

При проведенні розрахунків скінченно-елементні моделі розрахункової області містили до 50000 вузлів і 80000 елементів. Максимальний розмір поперечного трикутного перерізу кінцевих елементів (у зоні обрушених порід) складав 4,0 м, середній розмір - 1,0 м, а мінімальний (поблизу виробки) - 0,2 м. Максимальний крок скінченно-елементної сітки уздовж осі штреку складав 8,0 м, а мінімальний - 0,1 м.

У першому розрахунковому випадку досліджувався вплив коефіцієнта форми h/b (h - потужність пласта, b - ширина охоронної смуги) і відстані а від контура виробки в проходці до смуги на стійкість виробки. За критерій кількісної оцінки стійкості виїмкових штреків у зоні лави вибране усереднене відношення площі поперечного перерізу штреку після завершення інтенсивних деформаційних процесів до проектних значень

(5)

де Fn - залишкова площа n-го поперечного перерізу виїмкового штреку; F0 - проектна площа поперечного перерізу виїмкового штреку. Кількість N розрахункових поперечних перерізів штреку визначалася параметрами скінченно-елементного розбивання розрахункової області і змінювалася від 5 до 20.

У другому розрахунковому випадку виділена розрахункова область вуглепородного масиву містила сполучення штреку з лавою і досліджувався вплив величини відставання охоронної смуги від очисного вибою на ефективність підтримки сполучення штреку з лавою.

Результати моделювання зводяться до наступного. Навантаження на охоронну смугу і ступінь стійкості виробки в значній мірі визначаються розмірами завислих породних консолей уздовж підтримуваної виробки. Тому охоронна смуга повинна виконувати роль “різального” кріплення, що сприяє розламу й обрушенню завислих породних консолей по кромці “смуга-лава” під кутом не менш 75-80°. При цьому ширина смуги повинна прийматися рівною 0,7 потужності пласта при легкій до обрушування основній покрівлі; 1,0 потужності пласта при основній покрівлі середньої обрушуваності і 1,2 потужності пласта при тяжкій до обрушування основній покрівлі.

Відстань від контура виробки до литої смуги варто приймати рівною висоті нижнього підривання при міцності порід на стиск менш 40 МПа і 0,6 висоти нижнього підривання при більшій міцності порід. Максимальне відставання смуги від кріплення очисного вибою не повинне перевищувати 3 м. При стійких породах покрівлі допускається відставання смуги до 6 м.

При високій інтенсивності ведення очисних робіт варто використовувати комбіновану охоронну конструкцію, що складається з литої смуги і бетонної стінки, чи смугу з чергуванням литих і бетонних блоків. Механізм роботи цих типів охоронних конструкцій полягає в тому, що бетонні елементи сприймають тиск практично відразу і будуть захищати литу смугу, приблизно протягом доби, поки відбудеться затвердіння її матеріалу.

Отримані результати використані для обґрунтування регламенту і параметрів комбінованого способу підтримки виїмкових штреків.

У четвертому розділі висвітлені результати, що стосуються розробки мінеральної суміші для формування приштрекових смуг, обґрунтування методики розрахунку їх параметрів і викладений технологічний регламент здійснення комбінованого способу підтримки виробок повторного використання.

Запропонована цементно-мінеральна суміш для спорудження приштрекових смуг містить зв'язуюче у вигляді портландцементу, а відрізняється тим, що з метою прискорення приросту міцності розчинів на її основі в неї додатково введена подрібнена карбонатна порода фракції від пиловидної до 2,0 мм. Поряд з цим, з метою стабілізації і збільшення часу в'язко-рідинного стану розчинів суміші в її склад додатково вводиться сахароза в кількості 0,05-0,15% від маси цементу. Новизна технічної розробки захищена патентом України №53569А, Е21В33/138 від 15.01.2003 р.

Порівняльні випробування запропонованої суміші (БІ-кріплення) і матеріалів іноземних фірм (“Текбленд”-“Fosroc Poland”, “Pro Mont Pt H61 - Німеччина”) показали переваги запатентованої суміші. Установлено, що зростання міцності розчинів, що твердіють, з БІ-кріплення підкоряється експоненціальній залежності виду , при коефіцієнтах: 40А046; 0,1335В00,1455. Максимальні значення Rст у лабораторії досягли 39-40 МПа. Виявлено, що поточна міцність задовільно описується (похибка 6-10%) формулою Б.Г. Скрамтаєва
(Rn=R28(lg n/lg 28)).

Відібрані в шахті керни з литої смуги показали, що міцність твердіючого матеріалу на основі мінеральної суміші складає 31-41 МПа, що корелює з даними лабораторних випробувань. Отримані в лабораторії криві деформування матеріалу покладені в основу математичного моделювання при виборі моделі середовища смуги.

Порівняння техніко-економічних показників виготовлення приштрекової смуги з імпортних і запропонованого матеріалу показало, що вартість відливання 1 пог.м смуги з БІ-кріплення складає 1700 грн, що в 1,3-3 рази нижче у порівнянні з матеріалами “Текбленд” і “Pro Mont”. За пропозицією автора на заводі “Бетонмаш” (м. Слов'янськ) організоване виробництво розробленої мінеральної суміші.

Друга частина розділу присвячена обґрунтуванню методики визначення навантажень на литу смугу і вибору її параметрів. Методика містить такі елементи визначень: по-перше, установлюється клас основної покрівлі й обчислюється середньозважена міцність порід з урахуванням структурного ослаблення масиву (0,2Kс0,9) і впливу обводнення порід (0,2Kw0,4); по-друге, здійснюється вибір розрахункового навантаження на смугу, приймаючи до уваги, що воно з боку покрівлі визначається вагою порід, які знаходяться усередині локальної зони над сполученням “штрек-лава”. Максимальними приймають значення навантажень на литу смугу, що змінюються в межах 12000-17000 кН/м2. По-третє, ширина смуги приймається з урахуванням очікуваних навантажень, кута падіння пласта і коефіцієнта форми смуги з використанням даних моделювання (розділ 3). Доведено, що мінімальна ширина литої смуги в умовах шахти “Красноармійська-Західна №1” повинна бути не менш одного метра. Як доповнення виконується оцінка необхідності проведення спеціальних заходів для запобігання здимання порід підошви в штреку, що підтримується.

Третя частина розділу пов'язана з вибором конструкції приштрекової смуги, обґрунтуванням умов її роботи, розробкою технології зведення жорстких смуг. В основі побудови охоронної конструкції виїмкового штреку, наміченого для повторного використання, покладений принцип гравігеомеханічної адаптації системи “породний масив-конструкція”, що означає високий ступінь примусової взаємодії зазначених підсистем, коли як енергетичний фактор виступає опускання порід покрівлі, а рівновага забезпечується вибором геометричних параметрів і місця закладення смуги, керуванням механічними характеристиками її матеріалу, що визначають її деформаційно-силові параметри, компліментарні очікуваним навантаженням на неї і зміщенням порід у виробки.

Реалізація цього геомеханічного принципу забезпечує зниження навантажень на сполучення “штрек-лава”, консолідацію порід покрівлі і формування захисно-опорної літолого-механічної охоронної конструкції над штреком.

Геомеханічна система обґрунтування параметрів комбінованого способу підтримки виробок повторного використання і технології його здійснення ґрунтується на тристадійній реалізації заходів: 1) проектування і зведення базового кріплення при проходці виробки; 2) обґрунтування параметрів і формування литої приштрекової смуги необхідного опору; 3) керування станом породного масиву поблизу виробки після проходження першої лави для її повторного використання. У технологічному плані реалізується принцип попередності (базове кріплення) і принцип безперервності корисної дії (лита смуга), сполучення активної дії і пасивного регулювання.

Таким чином, охоронна конструкція являє собою ієрархічно багаторівневу систему, що полікомпенсує постадійно зміщення порід і має наростаючу несучу здатність, компліментарну очікуваним навантаженням. Технічний ефект в охоронній конструкції досягається досить повною інтеграцією різних кріпильних елементів в охоронну конструкцію, що надає їй нову якість і деформаційно-силові характеристики, при яких забезпечується надійна довготривала статистична рівновага системи “кріплення-масив”.

За результатами виконаних досліджень розроблений “Тимчасовий технологічний регламент з охорони підготовчих виробок вугільних шахт литими смугами із матеріалів, що твердіють”, затверджений Мінпаливенерго і погоджений Держнаглядохоронпраці України.

Розроблені шість технологічних схем здійснення комбінованого застосування приштрекових охоронних смуг з регулюванням їх несучої здатності шляхом введення в них посекційно залізобетонних блоків і викладення смуги з них з боку виробленого простору, що виконує роль “різального елемента”.

Отже, базовими схемами є: варіант застосування однорідної смуги; варіант комбінації чергування за довжиною штреку литої смуги і залізобетонних блоків; варіант комбінації литої смуги і жорсткої смуги із залізобетонною смугою, зведеною з боку виробленого простору.

Роботи зі зведення смуги виконуються у два етапи. Перший - підготовчий - полягає в кріпленні ніші й установленні рядів органного кріплення, призначеного для розміщення в межах їх контура гнучкої опалубки, заповнюваної у подальшому розчином мінеральної суміші. Другий етап включає саме зведення литої смуги і викладення залізобетонних блоків.

За результатами шахтної апробації і впровадження підтверджена ефективність розробленого технологічного регламенту охорони виробок повторного використання. Сумарний фактичний економічний ефект від впровадження розробок склав 4,8 млн. грн.

ВИСНОВОК

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішена актуальна наукова задача теоретичного обґрунтування і техніко-технологічного забезпечення комбінованого способу підтримки виробок повторного використання на вугільних шахтах на базі закономірностей взаємодії системи "породний масив-охоронна конструкція", що містить базове кріплення і додаткову приштрекову литу смугу з матеріалів, що твердіють.

Найбільш значними науковими і практичними результатами досліджень є такі:

Розроблені та затверджені на рівні НАН України "Методичні рекомендації з комплексної геофізичної діагностики породного масиву і системи "охоронна конструкція-породний масив" горизонтальних капітальних і підготовчих гірничих виробок", що дозволили провести масштабні дослідження в шахті, наукові результати яких покладені в основу технологічних розробок.

Доведено, що розповсюджена технологія підтримки виїмкових виробок не забезпечує в широкому діапазоні умов їх повторне використання, тому як перспективний спосіб обґрунтований комбінований, який вміщує базове кріплення і зведення приштрекової литої смуги, що створює висококонтактний зв'язок жорсткої смуги і породи покрівлі пласта, чим забезпечується збереження природної міцності порід, зниження рівня напружено-деформованого стану в них і збереження поперечного перерізу штреків для повторного використання при відпрацьовуванні другої лави.

На базі експериментальних досліджень і комп'ютерного моделювання встановлені кількісні показники взаємодії системи “породний масив-охоронна конструкція”, обґрунтовані параметри й область застосування комбінованого способу підтримки повторно використовуваних виїмкових штреків із застосуванням приштрекових охоронних литих смуг різної конструкції.

Розроблений, затверджений Мінпаливенерго і погоджений Держнаглядохоронпраці України "Тимчасовий технологічний регламент з охорони підготовчих виробок вугільних шахт литими смугами з матеріалів, що твердіють", який дозволяє здійснити вибір параметрів і конструкції литої смуги, рецептуру сумішей в'язких матеріалів, що швидко твердіють, раціональну технологію зведення охоронної конструкції, що в сукупності забезпечило вирішення задачі повторного використання виїмкових штреків.

Розроблений склад мінеральної суміші, яка відповідає за своїми технологічними і техніко-економічними властивостями показникам вищого світового рівня (патент України № 53569А, освоєно її виробництво, що забезпечило відмову від застосування дорогого імпортного матеріалу і використання місцевих матеріалів. Застосування суміші забезпечує економію від 200-300 грн на 1 м3 готової смуги.

Реалізація розробок здійснена в проектах ВАТ "Дондіпрошахт", а також на шахті "Красноармійська-Західна №1" у виробках повторного використання з забезпеченням таких техніко-економічних показників: зменшення щільності зведення кріплення в 1,3-1,5 рази, економію коштів при ремонті виробок до 1000 грн/пог. м; економію металу до 420 кг/пог.м (річна понад 2000 т); одержання економії фінансових коштів залежно від умов від 680 до 965 грн/пог. м, що у максимумі досягає 2340 грн. Загальний економічний ефект від впровадження розробок автора склав 4,8 млн. грн.

Впровадження розробленого технологічного регламенту знизило потребу в обсягах проходки виробок на 15% (3000 пог. м), забезпечило продуктивність зведення литої смуги 10-12 м/зміну, що створило умови для посування лави зі швидкістю 6-8 м за зміну (середньомісячне - 120 м, максимальне -
200 м) і дозволило досягти навантажень на лави до 2500-3500 тонн на добу при продуктивності праці робітника з видобутку понад 76 т/доб., що в 3 рази перевищує галузевий показник.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ:

1. Привлечение инвестиций в угольную промышленность Украины: состояние, проблемы и пути решения / Л.В. Байсаров, М.А. Ильяшов, А.В. Корзун, В.И. Логвиненко, С.В. Янко. - Киев: Основа, 2002. - 288 с.

2. Проблемы технико-экономического развития шахты / Л.В. Байсаров, Н.А.Хроменко, В.Е. Нейенбург, В.Д. Харченко // Уголь Украины. - 1999. - № 2. - С. 3-7.

3. Тулуб С.Б., Логвиненко В.И., Байсаров Л.В. Об эффективности инвестиций в предприятия угольной промышленности на примере шахты "Красноармейская-Западная № 1" // Все. - 2000. - № 1 (11). - С. 10-16.

4. Еремин А.Т., Байсаров Л.В., Бортников А.А. Исследование защитных свойств охранных угольных полос для сохранения региональной зоны разгрузки // Проблеми гірського тиску. - Донецьк: ДДТУ, 2000. - № 4. - С. 162-168.

5. Амоша А.И., Ильяшов М.А., Байсаров Л.В. Реализация концептуальных положений доктрины инвестирования предприятий угольной промышленности // Уголь Украины. - 2001. - № 8. - С. 9-13.

6. Охрана штреков литыми полосами при разработке пологих пластов средней мощности / Л.В. Байсаров, А.И. Демченко, М.А. Ильяшов и др. // Уголь Украины. - 2001. - № 9. - С. 3-6.

7. Байсаров Л.В. Прогрессивные решения по охране штреков литыми полосами // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск. - 2001. - № 30. - С. 234-237.

8. Оптимизация составов для изготовления околоштрековых полос / Л.В.Байсаров, В.А.Болбат, М.А.Ильяшов, А.А.Яйцов // Изв. Донецкого горного ин-та. - 2002. - № 1. - С. 16-18.

9. Байсаров Л.В., Демченко А.И., Ильяшов М.А. Опыт применения анкерной крепи в условиях шахты "Красноармейская-Западная № 1" // Сб. наук. тр./ НГУ.-Днепропетровск. - 2002. - № 15, том 2. - С. 102-108.

10. Байсаров Л.В. Реализация программ технического перевооружения в области проходки, поддержания горных выработок и угледобычи на шахте "Красноармейская-Западная № 1" // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск. - 2002. - № 40. - С. 290-295.

11. Байсаров Л.В. Аналитическое обоснование, разработка и внедрение охранных конструкций выработок, поликомпенсирующих смещения пород // Сб. научн. тр./ НГУ.-Днепропетровск. - 2003. - № 17, том 1.- С. 12-16.

12. Байсаров Л.В. Ресурсосберегающая технология крепления и производства работ по возведению жестких литых полос для поддержания конвейерных штреков // Геотехническая механика: Сб. науч. тр./ ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск. - 2003. - № 47. - С. 46-52.

13. Деклараційний патент України на винахід № 53569А Е 21 В 33/138, Е21D 21/00 Цементно-мінеральна суміш для спорудження приштрекових смуг. Л.В. Байсаров, В.Ф. Грицай, Т.В. Михалко та ін. Опуб. 15.01.2003, бюл. № 1.

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві: [1-5] - формулювання задач і проведення досліджень, розробка технічних рішень підтримки підготовчих виробок; [6, 8, 9] - обґрунтування і впровадження способів охорони виробок; [13] - оптимізація складу і дослідження властивостей матеріалів, що твердіють, із запропонованої мінеральної суміші для зведення литих приштрекових смуг.

АНОТАЦІЯ

Байсаров Л.В. “Обґрунтування параметрів і розробка технології комбінованого способу підтримки виробок, що використовуються повторно”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - „Підземна розробка родовищ корисних копалин”. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2004.

Дисертація присвячена питанням обґрунтування параметрів і розробки технології комбінованого способу підтримки виїмкових виробок, що повторно використовуються в умовах інтенсивного прояву гірського тиску. Вирішення задачі досягається застосуванням багаторівневих охоронних конструкцій, які мають базове кріплення та регламентоване зведення литих жорстких приштрекових смуг із матеріалів, що з часом твердіють. За рахунок вдосконалення конструкції і схем примусової взаємодії смуг з породним масивом досягається полікомпенсація зміщень порід у виробки та потрібна несуча здатність литої смуги адекватна очікуваним навантаженням.

...