Обоснование эффективных способов предотвращения обрушений пород кровли в лавах надрабатываемых слоев

Размещено на http://www.allbest.ru

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРУШЕНИЙ ПОРОД КРОВЛИ В ЛАВАХ НАДРАБАТЫВАЕМЫХ СЛОЕВ

25.00.22. - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Никишин Даниил Юрьевич

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Зубов Владимир Павлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Лодус Евгений Васильевич

кандидат технических наук Согрин Борис Борисович

Ведущее предприятие - ОАО “СПб ГИПРОШАХТ”

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор Э. И. Богуславский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Безопасность труда на угольных шахтах и технико-экономические показатели подземной добычи угля в значительной степени зависят от того, насколько эффективно решаются вопросы управления кровлей в основном звене технологической схемы шахты - очистном забое. Как следует из практического опыта, наиболее сложными эти вопросы являются для лав надрабатываемых слоев при системах разработки пологих склонных к самовозгоранию пластов угля наклонными слоями с использованием современных механизированных комплексов.

В настоящее время основным способом предотвращения вывалов пород кровли в лавах надрабатываемых слоев является оставление межслоевых защитных угольных пачек угля, мощность которых достигает 1,5 м. Использование данного способа приводит к дополнительным эксплуатационным потерям угля, составляющим 5-20 % отрабатываемых запасов, и повышенной опасности самовозгорания угля в выработанном пространстве лав. С увеличением мощности защитных угольных пачек вероятность самовозгорания угля в выработанном пространстве возрастает.

Решению задачи определения рациональной мощности межслоевой защитной угольной пачки посвящено большое число научных работ, выполненных ВНИМИ, КузНИУИ, КузГТУ, ИГД им. А.А. Скочинского и другими организациями. Однако, как показывает практический опыт, фактические значения мощностей защитных пачек, как правило, существенно отличаются от определенных с использованием известных методик. При этом максимальные различия характерны для пластов, в кровле которых залегают прочные труднообрушающиеся породы.

Цель работы. Повышение безопасности очистных работ и снижение потерь полезного ископаемого в защитных межслоевых пачках угля при системах разработки мощных пологих угольных пластов наклонными слоями. массив уголь забой лава

Идея работы. При определении мощности межслоевых защитных угольных пачек необходимо учитывать глубину зоны разрушенного угля в надрабатываемом слое, формирующейся при ведении очистной выемки в вышерасположенном слое, строение кровли пласта и стадии деформирования породных блоков основной кровли.

Основные задачи исследований:

1. Установление характера и степени влияния опорного давления на процесс деформирования надрабатываемого массива угля впереди забоя лавы вышерасположенного слоя.

2. Разработка геомеханической модели процесса разрушения надрабатываемого угольного массива.

3. Изучение влияния горно-геологических условий на величины нагрузок, действующих на межслоевую защитную угольную пачку, при слоевой системе разработке.

4. Обоснование методики определения рациональной мощности межслоевой защитной угольной пачки при слоевой системе разработки мощных пологих пластов длинными очистными забоями.

5. Определение областей рационального использования межслоевой защитной пачки угля в качестве способа предотвращения обрушений кровли в лавах надрабатываемых слоев.

Методы исследований. Для решения поставленных задач был использован комплексный метод исследований, включающий: анализ и обобщение опубликованных в горнотехнической литературе данных по проблеме отработки мощных пологих угольных пластов угля с использованием различных технологических схем и технологий добычи; шахтные исследования процессов деформирования и разрушения межслоевой защитной угольной пачки; аналитические исследования с использованием методов механики сплошной среды.

Научная новизна:

§ Установлены количественные зависимости глубины зоны разрушения угля, образующейся в верхней части надрабатываемого слоя под воздействием очистных работ в вышерасположенном слое от глубины залегания пласта, длины лавы и прочностных характеристик угля.

§ Обоснованы геомеханические модели процесса нагружения межслоевой защитной угольной пачки для типовых структур пород кровли пласта, учитывающие мощность пород непосредственной кровли и местоположение лавы надрабатываемого слоя относительно трещин в основной кровле, образовавшихся при отработке вышерасположенного слоя.

Основные защищаемые научные положения:

1. При слоевых системах разработки длинными очистными забоями мощность межслоевой защитной угольной пачки необходимо определять с учетом глубины распространения зоны разрушения угля в верхней части надрабатываемого слоя, связанной с ведением очистных работ в вышерасположенном слое.

2. Нагрузку на межслоевую защитную угольную пачку, а, следовательно, и минимально допустимую по фактору «горное давление», мощность защитной пачки необходимо определять с учетом расстояния между лавой надрабатываемого слоя и трещинами разлома в основной кровле пласта, образовавшимися при отработке вышерасположенного слоя.

3. При отработке мощных пологих пластов, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, межслоевая защитная угольная пачка не способна предотвратить, по условиям ее нагружения, обрушений пород непосредственной кровли в призабойное пространство лавы надрабатываемого слоя при подходе ее к трещинам разлома, возникшим в труднообрушаемых породах при отработке первого слоя, на расстояние менее мощности пород непосредственной кровли пласта.

Практическая значимость работы:

§ Разработана методика определения минимально допустимой мощности межслоевой защитной угольной пачки, учитывающая влияние на величину данного параметра очистных работ в слое и тип пород кровли разрабатываемого пласта.

§ Разработан способ предотвращения обрушений пород кровли в лавах ранее надработанных слоев, позволяющий минимизировать потери угля в межслоевых защитных угольных пачках.

§ Доказана нецелесообразность и опасность оставления межслоевых защитных угольных пачек при подходе лав ранее надработанного слоя к трещинам разлома в основной кровле, образовавшихся при отработке первого слоя, на расстояние менее мощности пород непосредственной кровли пласта.

§ Установлены значения минимально необходимой мощности защитной угольной пачки по фактору «горное давление» при отработке пласта III-го в условиях шахты «Распадская-Коксовая».

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций. Достоверность защищаемых положений, основных выводов и рекомендаций обеспечивается соответствием установленных качественных и количественных характеристик исследуемых процессов результатам, полученным при проведении исследований, включающих их экспертную оценку специалистами ОАО «Шахта им. В.И. Ленина», ЗАО «Распадская» и других научных организаций; использованием современных апробированных методов исследований; значительным количеством данных, полученных при проведении исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на ежегодных научных конференциях молодых ученых СПГГИ (ТУ) «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2005 г., 2006 г., 2007 г.); международной конференции молодых ученых «Проблемы освоения полезных ископаемых» (Санкт-Петербург, 2004 г.); научных семинарах кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых», СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследований, разработана методика и проведены шахтные и аналитические исследования, выполнена интерпретация полученных результатов, сформулированы основные научные положения и выводы.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 9 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 153 страницы состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 101 источника, включает 73 рисунка и 11 таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н., проф. В.П. Зубову за помощь в определении общей идеи работы и интерпретации полученных данных, техническим работникам ЗАО «Распадская» и «Распадская-Коксовая» за помощь в сборе исходной информации и проведении шахтных исследований, сотрудникам кафедры РМПИ за полезные замечания и техническую помощь при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общей теоретической базой при выполнении данной работы явились труды ведущих ученых в области совершенствования технологических схем подземной разработки угольных месторождений: К.А. Ардашева, А.А. Борисова, А.В. Брайцева, Ю.Ф. Васючкова, Ф.Н. Воскобоева, Н.К. Гринько, Ю.В. Громова, Ф.П. Глушихина, В.П. Зубова, В.Ф. Крылова, О.В. Ковалева, Ю.А. Коровкина, Ю.Н. Кузнецова, С.Т. Кузнецова, А.Д. Мельниковой, А.И. Митейко, О.В. Михеева, Л.П. Томашевского, В.М. Шика, Ю.В. Шувалова, О. Якоби и др.

Первая глава диссертации посвящена анализу практического опыта отработки мощных пологих пластов угля с использованием слоевой системы разработки. Проанализирована специфика горно-геологических условий отработки угольных пластов в Томь-Усинском районе Кузбасса.

Вторая глава посвящена оценке целесообразности применения и областей использования известных способов предотвращения обрушений пород кровли в лавах надработанных слоев при ведении очистных работ в условиях труднообрушаемых кровель.

В третьей главе приведены результаты исследований влияния горно-геологических факторов на величины нагрузок, действующих на межслоевую защитную угольную пачку при системе разработки длинными столбами. Произведена оценка нагрузки, действующей на межслоевую защитную угольную пачку, и разработана методика определения ее мощности по фактору «горное давление».

В четвертой главе приведены результаты аналитических исследований влияния опорного давления, формирующегося впереди лавы верхнего слоя, на напряженно-деформируемое состояние надрабатываемого слоя.

В пятой главе приведены: рекомендуемый способ предотвращения обрушений пород кровли при слоевых системах разработки пологих пластов мощностью 7-12 м; результаты расчета минимальной мощности защитной пачки для условий шахты «Распадская-Коксовая»; и результаты экономической оценки эффективности данного способа.

Основные результаты исследований отражены при доказательстве следующих защищаемых научных положений:

1. При слоевых системах разработки длинными очистными забоями мощность межслоевой защитной угольной пачки необходимо определять с учетом глубины распространения зоны разрушения угля в верхней части надрабатываемого слоя, связанной с ведением очистных работ в вышерасположенном слое.

Опыт использования межслоевой защитной угольной пачки показывает, что величины ее мощностей, принимаемых на практике, как правило, больше величин, рассчитанных с использованием известных методик. В настоящее время в горнотехнической литературе отсутствует обоснование данному обстоятельству.

Межслоевая защитная угольная пачка служит кровлей для надрабатываемого слоя. Мощность защитной пачки обусловлена ее главной функцией - предотвращением вывалов пород кровли, обрушившихся при отработке вышерасположенного слоя. Необходимо заметить, что достоинствами данного способа предотвращения обрушений пород кровли, по сравнению с другими способами, являются минимальные затраты времени и труда на его реализацию. К недостаткам следует отнести большую величину потерь в защитной пачке и увеличение вероятности самовозгорания угля. Величина эксплутационных потерь при оставлении межслоевой защитной угольной пачки достигает 35 %.

В результате расчетов мощности межслоевой защитной угольной пачки для конкретных условий по методикам ВНИМИ, КузНИУИ и КузГТУ получены разные значения. Для горно-геологических условий пласта III-го Томь-Усинского района Кузбасса необходимая мощность защитной пачки угля, рассчитанная по этим методикам, находится в диапазоне 0,2-1,5 м. В связи с этим возникает необходимость совершенствования методики определения мощности межслоевой защитной угольной пачки.

Шахтными исследованиями установлено, что к моменту начала отработки нижнего слоя в верхней части надработанного слоя образуется зона разрушенного угля, который практически не имеет несущей способности. Совокупность результатов шахтных и аналитических исследований позволила выдвинуть следующую гипотезу: при определении мощности межслоевой защитной угольной пачки необходимо учитывать влияние лавы верхнего слоя на напряженно-деформированное состояние надрабатываемого слоя.

С целью изучения влияния лавы верхнего слоя на напряженно-деформированное состояние надрабатываемого слоя для условий пласта III-го Томь-Усинского месторождения были проведены аналитические исследования с использованием метода конечных элементов.

В качестве примера, иллюстрирующего характер полученных при расчетах результатов, на рис.1 приведены изолинии остаточных деформаций для центрального сечения лавы. Как следует из рис. 1, в угольном пласте в направлении подвигания лавы образуется зона остаточных деформаций глубиной до 0,5 м, которая располагается в нижней части забоя и приводит к существенному снижению прочностных характеристик надрабатываемой части пласта.

Полученные в результате аналитических исследований зоны предельных состояний верхней части надработанного слоя показали, что на глубины зоны разрушения наиболее существенное влияние оказывают: глубина ведения горных работ, физико-механические свойства угольного массива, длина лавы, мощность верхнего слоя и наличие породных прослойков.

При различных сочетаниях данных факторов величина глубины зоны разрушения может отличаться в несколько раз (рис. 2).

С учетом вышеизложенного мощность межслоевой защитной угольной пачки, оставляемой между слоями, следует определять из выражения:

m_з.п. ? l_з.р. + a,

где: m_з.п. - мощность угольной пачки, оставляемой между слоями угля, м (рис. 3); l_з.р. - глубина зоны разрушенного угля, формирующаяся в угольном массиве, расположенном ниже верхнего слоя, под воздействием опорного давления, возникающего впереди забоя лавы верхнего слоя, м; а - минимально допустимая мощность неразрушенной пачки угля, при снижении которой происходит ее обрушение в призабойном пространстве лавы нижнего слоя, м.

При мощности межслоевой защитной угольной пачки (m_з.п.?l_з.р.+a) пачка выполняет защитную функцию и исключает обрушение пород кровли между забоем лавы и перекрытиями секций крепи.

2. Нагрузку на межслоевую защитную угольную пачку, а, следовательно, и минимально допустимую по фактору «горное давление» мощность защитной пачки необходимо определять с учетом расстояния между лавой надрабатываемого слоя и трещинами разлома в основной кровле пласта, образовавшимися при отработке вышерасположенного слоя.

В соответствии с известными методиками нагрузка, действующая на межслоевую защитную угольную пачку, принимается, как правило, равной весу обрушившихся и лежащих на пачке пород кровли. Различия известных методик (ВНИМИ, КузНИУИ, КузГТУ) заключается в подходах к обоснованию высоты столба пород, пригружающих пачку. В большинстве случаев этот параметр рекомендуется принимать равным высоте зоны беспорядочного обрушения пород кровли. В условиях отработки мощных пологих угольных пластов высота зоны беспорядочного обрушения кровли по данным различных авторов достигает 30 м.

Как следует из результатов шахтных и аналитических исследований оценка нагрузок на защитную угольную пачку по весу столба пород в зоне беспорядочного их обрушения может считаться допустимой при отработке пластов, кровля которых представлена относительно слабыми породами большой суммарной мощностью. Известные методики позволяют получить приемлемые для практических целей результаты при выполнении следующего условия:

m_в < h_н.·(k_р - 1),

где: m_в - вынимаемая мощность верхнего слоя; h_н - суммарная мощность пород непосредственной кровли пласта; k_р - коэффициент разрыхления пород непосредственной кровли пласта при отработке верхнего слоя.

При m_в>h_н·(k_р-1) с увеличением разности m_в-h_н·(k_р-1) возрастает вероятность существенного увеличения нагрузок на защитные угольные пачки, что связано с процессами деформирования и осадок основной кровли.

Выполненные исследования показали, что при отработке пластов, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, нагрузка на защитную угольную пачку в значительной степени зависит от характера взаимодействия блоков основной кровли, образовавшихся при отработке верхнего слоя.

Характерными являются два варианта взаимодействия породных блоков основной кровли:

- с образованием в выработанном пространстве лав надрабатываемого слоя устойчивых арочных шарнирных систем;

- без образования в выработанном пространстве лавы надработанного слоя устойчивых арочных систем с периодическим обрушением блоков основной кровли по мере прохождения лавой расстояний, равных установившемуся шагу обрушения пород основной кровли в выработанном пространстве верхнего слоя.

При устойчивой работе лавы надработанного слоя без длительных простоев более благоприятные условия, с точки зрения нагрузок на защитную пачку, создаются при образовании в выработанном пространстве лав надработанного слоя арочных шарнирных систем из породных блоков основной кровли. При сохранении устойчивости данной арочной системы нагрузки на защитную угольную пачку определяются весом пород непосредственной кровли. При разрушении арочной системы из породных блоков основной кровли, что наиболее вероятно при длительных простоях надработанного слоя, нагрузка на защитную угольную пачку может возрасти до величины, при которой будет разрушаться защитная пачка реально возможной мощности.

В условиях с периодическими обрушениями пород основной кровли следует различать два периода работы лавы надработанного слоя:

- период подработки блока основной кровли без существенных его опусканий в выработанном пространстве;

- период осадки (обрушения) блока основной кровли при подходе лавы к передней трещине разлома в основной кровле на определенное расстояние.

В первый из указанных периодов величина нагрузки на защитную угольную пачку, а, следовательно, и ее минимально необходимая мощность, является относительно постоянной величиной, во второй - может возрастать в несколько раз за счет нагрузки, создаваемой блоком основной кровли, опускающимся над призабойным пространством нижней лавы. Как показали аналитические исследования, выполненные с использованием известных решений (Ф.П. Глушихина, Ю.В. Громова, Ю.А. Коровкина), нагрузки на защитную угольную пачку при осадке блока основной кровли могут достигать 60-85 т/м² и более. Проявление таких осадок наиболее вероятно при подходе нижней лавы к передней трещине АВ (рис. 4) разлома в основной кровле на расстояние менее мощности пород непосредственной кровли пласта.

При прохождении лавы под трещиной разлома возможно проскальзывание породного блока ABCD (рис. 4) вдоль передней трещины разлома АВ со значительными вертикальными опусканиями данного блока над призабойным пространством лавы нижнего слоя и передачей нагрузки, при которой межслоевая пачка не способна выполнять защитную функцию.

Как следует из вышесказанного, при ведении очистных работ в условиях с периодическими обрушениями блоков основной кровли решение задачи предотвращения обрушений пород непосредственной кровли в нижних лавах следует осуществлять с учетом местоположения лавы относительно передней трещины разлома АВ (рис. 4) в основной кровле. В период подработки блока ABCD до подхода лавы к передней трещине АВ на расстояние (b?h_н) как правило целесообразно оставление между отрабатываемыми слоями защитной угольной пачки. При сокращении этого расстояния до величин меньших h_н оставление защитной пачки любой практически приемлемой мощности не предотвращает обрушений пород непосредственной кровли в призабойном пространстве нижней лавы. Необоснованное увеличение мощности защитной пачки приведет лишь к увеличению потерь полезного ископаемого и вероятности самовозгорания угля в выработанном пространстве.

В период работы лавы нижнего слоя на расстоянии от передних блокообразующих трещин АВ равном (b?h_н), передняя часть блока АВСD труднообрушающихся пород основной кровли защемлена впереди забоя лавы, что исключает возможность ее практически значимых опусканий над призабойным пространством лавы нижнего слоя. Нагрузка на защитную угольную пачку при (b?h_н) определится только весом пород непосредственной кровли угольного пласта.

3. При отработке мощных пологих пластов, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, межслоевая защитная угольная пачка не способна предотвратить, по условиям ее нагружения, обрушений пород непосредственной кровли в призабойное пространство лавы надрабатываемого слоя при подходе ее к трещинам разлома, возникшим в труднообрушаемых породах при отработке первого слоя, на расстояние менее мощности пород непосредственной кровли пласта.

Анализ случаев обрушений пород кровли нижних слоев, отрабатываемых с оставлением защитной угольной пачки, позволил сделать вывод о том, что в большинстве случаев указанные проблемы наблюдаются в условиях труднообрушаемых кровель. В Томь-Усинском районе Кузбасса доля пластов, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, достигает величины 55 %.

В результате проведенных шахтных исследований установлено, что обрушения межслоевой защитной угольной пачки происходят при расположении лавы надработанного слоя от передней трещины разлома в основной кровле на расстоянии (b?h_н) меньшем мощности пород непосредственной кровли (рис. 5). Работа нижних лав на участках (b?h_н) характеризуется так называемым периодом осадки блока основной труднообрушаемой кровли пласта. Проявление периодов осадки кровли возможно при разрушении или отсутствии шарнирной арочной системы из блоков основной кровли угольного пласта. Вероятность возникновения арочной системы в цепи блоков основной кровли определяет отношение длины блока основной кровли L_о к его высоте H:

С=L_о/H

Возникновение арочной системы происходит при C<1 (на практике устойчивое ее состояние при C=0,5), а отсутствие при C>1 (на практике разрушение системы при C=1,47). Длинноблочное разрушение труднообрушаемых кровель, при котором в большинстве случаев выполняется условие L_о/H>1, определяет разрушение или отсутствии шарнирных арочных систем из блоков основной кровли и проявление периодов их осадки.

В случае разрушения или отсутствия шарнирной арочной системы из блоков основной кровли на участках с расстоянием от лавы нижнего слоя до блокообразующих трещин в основной кровле равным величине, не превышающей мощности пород непосредственной кровли (b?h_н), в результате разворота блока основной кровли АВСД (рис. 5), относительно точки А, и снижения сил трения между гранями блоков в трещинах разлома АВ и СД, происходит проскальзывание блока АВСД вдоль трещины АВ с опусканием его переднего конца. При этом нагрузка на межслоевую защитную угольную пачку передается через породы непосредственной кровли в виде удара и составляет не менее 50% веса блока АВСД и веса пород непосредственной кровли, находящихся над пачкой, и определяется из выражения:

где: P_з.п. - нагрузка на межслоевую защитную угольную пачку в период осадки блока основной кровли, т/м²; h_н- мощность пород непосредственной кровли угольного пласта, м; г_п - плотность горной породы, т/м³; Q - вес блока основной труднообрушаемой кровли, т/м²; H_о - мощность основной труднообрушаемой кровли, м; L_о - установившийся шаг обрушения основной труднообрушаемой кровли, м; f - коэффициент трения.

Рассчитанная с использованием приведенного выражения (Ф.П. Глушихина) нагрузка на пачку в момент прохождения лавы участков (b?h_н) достигает величины 60-85 т/м² и более. Поэтому на участках (b?h_н) оставление защитной угольной пачки нецелесообразно, так как практически любая приемлемая мощность пачки под воздействием такой нагрузки не предотвратит обрушения пород кровли в призабойное пространство лавы нижнего слоя.

При (b?h_н) в качестве способов предотвращения обрушений пород кровли в лавах надработанных слоев целесообразно рассматривать способы, основанные на опережающем упрочнении пород непосредственной кровли или установке опережающей крепи, например, в виде установки металлических штанг в шпуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи повышения безопасности очистных работ и снижение на 20 % потерь полезного ископаемого в защитных межслоевых пачках угля при системах разработки мощных пологих угольных пластов наклонными слоями.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

1. Разработан способ предотвращения обрушений пород кровли в лавах надрабатываемых слоев, заключающийся:

- в оставлении межслоевой защитной угольной пачки в качестве меры предотвращения обрушений пород кровли на стадии деформирования подрабатываемого блока основной труднообрушающейся кровли;

- в установке опережающей крепи на стадии осадки подрабатываемого блока основной труднообрушающейся кровли.

2. Научно обоснованы геомеханические модели процессов нагружения и разрушения верхней части надрабатываемого угольного массива при слоевой системе разработки для типовых структур пород кровли разрабатываемого пласта.

3. Установлено, что при слоевой системе разработки мощных пологих пластов, в кровле которых залегают труднообрушающиеся породы, нагрузку на межслоевую защитную угольную пачку и минимально допустимую по фактору «горное давление» мощность защитной пачки необходимо определять с учетом расстояния между лавой надработанного слоя и трещинами разлома в основной кровли пласта.

4. Разработана методика определения мощности межслоевой защитной угольной пачки при использовании слоевой системы разработки, учитывающая, в отличие от известных методик, влияние на величину данного параметра очистных работ в первом слое и тип пород кровли разрабатываемого пласта.

5. Обоснована нецелесообразность и опасность оставления при отработке мощных пологих пластов угля, в кровле которых залегают труднообрушаемые породы, межслоевой защитной угольной пачки при подходе лавы надработанного слоя к трещинам разлома на расстояние, меньшее мощности пород непосредственной кровли пласта.

6. К числу горно-геологических факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на величину мощности межслоевой защитной угольной пачки, при использовании слоевой системы разработки относятся: глубина ведения горных работ, физико-механические свойства угольного массива, длина лавы, мощность верхнего слоя и наличие породных прослойков.

Ожидаемый экономический эффект при внедрении разработанных рекомендаций в условиях отработки пласта III-го шахты «Распадская-Коксовая» составит около 30 млн. рублей на 1 млн.т. добытого угля.

Новые технические решения, разработанные в процессе выполнения исследований, защищены двумя патентами на изобретения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Сидоренко А.А. Геомеханическое обоснование параметров технологических схем при отработке мощных крутых пластов склонных к самовозгоранию с использованием гидравлического способа добычи. / Сидоренко А.А., Глушенков Е.В., Никишин Д.Ю. // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник, Вып. №31, 2003 г., СПб.: СЗТУ, с.203-210.

2. Глушенков Е.В. Особенности проектирования технологических схем отработки мощных крутых угольных пластов склонных к самовозгоранию. / Глушенков Е.В., Сидоренко А.А., Никишин Д.Ю. // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник, Вып. №31, 2003 г., СПб.: СЗТУ, с.177-180.

3. Никишин Д.Ю. Влияние отработки первого слоя на напряженно-деформированное состояние надрабатываемого слоя. / Никишин Д.Ю., Сидоренко А.А., Сидоренко С.А. // Международный научно-технический сборник «Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых», Вып. №7, 2005 г., Новокузнецк: СибГИУ, с.130-132.

4. Никишин Д.Ю. Совершенствование технологических схем отработки мощных пологих пластов угля. // Научное обозрение, Вып. №1, 2006 г., Москва: «Наука», с 73-76.

5. Никишин Д.Ю. Определение нагрузки на межслоевую защитную угольную пачку. // Труды 4-й Межрегиональной научно-практической конференции: «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения», Том 1, 2006 г., Воркута: Филиал СПГГИ(ТУ) ВГИ, с.83-87.

6. Никишин Д.Ю. Обоснование рациональных параметров перспективных технологических схем слоевой отработки мощных пологих угольных пластов. // Известия вузов. Горный журнал, 2007 г., №3, Екатеринбург: УГГУ, с.122-125.

7. Никишин Д.Ю. Обоснование рациональных параметров перспективных технологических схем слоевой отработки мощных пологих угольных пластов. / Никишин Д.Ю., Осминин Д.В. // Записки Горного института. «Полезные ископаемые России и их освоение». Т 170(2), 2007 г., СПб.: СПГГИ(ТУ), с.262-264.

8. Пат. 2253014 РФ, МПК⁷ Е 21 С 41/18. Способ разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов. / Зубов В.П., Сидоренко А.А., Глушенков Е.В., Никишин Д.Ю. - №2004105618/03; Заявлено 24.02.04; Опубл. 27.05.05, Бюл. № 15, Приоритет 24.02.04.

9. Пат. 2287688 РФ, МПК⁷ Е 21 С 41/18. Способ разработки мощных пологих угольных пластов. / Зубов В.П., Сидоренко А.А., Никишин Д.Ю. - №2005123781/03; Заявлено 26.07.05; Опубл. 20.11.06, Бюл. № 32, Приоритет 26.07.05.

Размещено на Allbest.ru