УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ СВИТ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА ШАХТАХ ОАО «СУЭК-КУЗБАСС

реклама
На правах рукописи
ПАЛЬЦЕВ Анатолий Иванович
УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ
ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКЕ СВИТ
УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА ШАХТАХ ОАО
«СУЭК-КУЗБАСС»
Специальность 25.00.20 – Геомеханика, разрушение
горных пород, рудничная
аэрогазодинамика и горная
теплофизика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2011
Работа
выполнена
в
государственном
образовательном учреждении высшего профессионального
образования
Санкт-Петербургском горном институте
имени Г.В. Плеханова (техническом университете).
Научный руководитель:
доктор технических наук
Шабаров Аркадий Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Мельник Владимир Васильевич
кандидат технических наук
Антонов Александр Александрович
Ведущее предприятие – OOO «СПб-Гипрошахт»
Защита диссертации состоится 25марта 2011 г.
в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета
Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном
горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом
университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я
линия, д.2, (bogusl@spmi.ru), ауд. 1160.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
Санкт-Петербургского горного института
Автореферат разослан 24 февраля 2011 г.
УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ
диссертационного совета
доктор технических наук,
профессор
Э.И. БОГУСЛАВСКИЙ
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Планирование горных работ в свитах угольных пластов, склонных к горным ударам, является важной задачей
при отработки угольных месторождений Кузнецкого бассейна. От
правильного выбора порядка отработки зависит как размер потерь
угля в оставленных целиках, так и безопасность и эффективность
отработки. Нерациональный выбор порядка отработки ведет к образованию интенсивных зон повышенного горного давления (зон
ПГД), большим потерям угля, а также затратам на проведение противоударных мероприятий.
Геомеханическим обоснованием порядка разработки свит
сближенных угольных пластов и вопросами взаимного влияния горных выработок занимались многие исследователи. Существенный
вклад в решение этой проблемы внесли С.Г. Авершин, А.А. Борисов,
В.Д. Слесарев, В.T. Давидянц, И.В. Баклашов, Т. Ф. Горбачев, В.П.
Зубов, П.В. Егоров, М.А. Ильяшов, Б.А. Картозия, С.Т. Кузнецов,
В.П. Кузнецов, Т.И. Лазаревич, И.М. Петухов, В.В. Мельник, О.И.
Мельников, А.Д. Рубан, В.И. Черняев и др. Значительных успехов в
оценке взаимовлияния горных работ в свите пластов и развитии методов его учета при планировании схем подготовки и разработки
выемочных полей добились зарубежные исследователи О. Якоби, Г.
Эверлинг, X. Хервик, Г. Браунер, Г. Кинг, Б. Витакер, А. Бетчлор и
др.
На основании проведенных исследований составлены перспективные геомеханические схемы регионального управления выбросо- и удароопасным состоянием массива при разработке свит
угольных пластов, которыми в настоящее время регламентируется
очередность отработки пластов в свитах. Однако в действующих
нормативно-методических документах основополагающим технологическим принципом является бесцеликовая разработка угольных
пластов, залегающих в свите. Оптимальный порядок их отработки
устанавливается, исходя из оценки применения региональных мер
управления горным давлениям по максимальным параметрам защитной разгрузки. Опыт применения бесцеликовой технологии показал хорошую эффективность такого подхода при разработке маломощных пластов и пластов средней мощности. Объемы добычи на
3
таких пластах обеспечивались одновременной разработкой нескольких пластов в свите.
На шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» при разработке угольных
пластов мощностью 3-5 м экономически целесообразным является
интенсивная разновременная отработка пластов по технологическим схемам с оставлением междулавных целиков. Однако, оставленные в выработанном пространстве угольные целики в силу своего продавливающего влияния формируют на смежных пластах свиты зоны ПГД, в которых осложнено ведение горных работ.
Для технологических схем подготовки и интенсивной отработки угольных пластов с оставлением целиков выбор порядка выемки пластов в свите на основе региональных мер управления горным давлением недостаточно изучен.
Планирование горных работ на угольных пластах свиты
должно исходить из условий формирования под и над целиками
опасных зон, их «продавливающего» действия и минимизации особо сложных условий ведения горных работ. Поэтому для обеспечения высоких скоростей проходки выемочных выработок и нагрузок
на очистные забои актуальной является задача установления границ
опасных зон и контроля их напряженного состояния при интенсивной разработке свит сближенных угольных пластов.
Цель диссертационной работы. Выбор оптимального порядка интенсивной отработки свит сближенных угольных пластов, склонных
к горным ударам с оставлением междулавных целиков на основе
разработки способов прогноза горного давления и установления
границ опасных зон ПГД.
Основные задачи исследований.
1. Экспериментально исследовать параметры зон ПГД в условиях
разработки свит угольных пластов на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»
и разработать методику экспресс - методов проведения измерений.
2. Определить критерии установления границ опасных зон на угольных
пластах с помощью разработанных экспресс-методов.
3. Исследовать закономерности формирования опасных условий в подготовительных и очистных выработках на участках зон ПГД.
4. По результатам исследований разработать профилактические меро-
4
приятия и рекомендации по выбору безопасного и рационального порядка интенсивной разработки свит угольных пластов.
Идея диссертационной работы. Устранение или уменьшение опасного влияния зон ПГД, формируемых междулавными целиками, достигается с помощью выбора порядка отработки пластов в свите и
мест расположения целиков, прогноза, управления и контроля НДС
углепородной толщи.
Методика исследований. Использован комплексный метод исследований, состоящий из экспериментальных наблюдений в шахтных
условиях за изменениями горного давления, лабораторных исследований геомеханических процессов на физических моделях из эквивалентных материалов и аналитических расчетов напряженного состояния с применением программных средств.
Научная новизна.
 Установлены закономерности изменения границ зон ПГД и
величины горного давления от времени формирования междулавных
целиков на смежных пластах свиты.
 Установлены зависимости и критерии изменения удельного
электрического сопротивления углей, характеризующие напряженно-деформированное состояние пластов, склонных к горным ударам
в зоне влияния целиков.
Защищаемые научные положения.
 Размеры и интенсивность зон ПГД на сближенных пластах,
вызванных продавливающим действием целиков, существенно зависят от очередности их формирования и соотношения расположения
на различных пластах.
 Для получения оперативной информации о напряженном состоянии пластов в зонах ПГД следует измерять удельное сопротивление углей с помощью электромагнитного профилирования, при
этом участки, где амплитуда сигнала уменьшилась относительно
базового значения более чем на 40%, необходимо рассматривать как
опасные зоны по горному давлению.
 При выборе очередности интенсивной разработки в свите
угольных пластов, склонных к горным ударам, и контроле безопасного ведения горных работ должно учитываться пространственное
распределение повышенных величин горного давления, формируемое междулавными целиками.
5
Практическая значимость работы. Результаты исследований используются при составлении планов ведения горных работ (в т.ч. порядка отработки пластов на шахте «Котинская»), контроле НДС при ведении очистных работ, выборе параметров профилактических противоударных мероприятий. Кроме того, выводы и практические рекомендации вошли в «Методическое руководство по порядку и контролю безопасного ведения горных работ в опасных зонах при высоких скоростях проходки подготовительных выработок и ведения очистных работ на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс».
Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментальных данных (более 10 км обследованных горных выработок), полученных в
натурных и лабораторных условиях, удовлетворительной сходимостью результатов аналитических, лабораторных и шахтных исследований и согласованностью с данными других исследователей.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены на шахтах
ОАО «СУЭК-Кузбасс» при разработке паспортов выемочных участков,
прогнозно-профилактических мероприятий и планировании порядка отработки пластов, склонных к горным ударам.
Апробация диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных конференциях «Современные
проблемы геомеханики, горного производства и недропользования»,
Санкт-Петербург, 2009; «Инновационные направления в проектировании горнодобывающих предприятий», Санкт-Петербург, 2010, «Неделе
горняка», Москва, 2009; рабочих совещаниях и технических советах
ОАО «СУЭК-Кузбасс».
Личный вклад автора.
 Сформулированы цель, идея и задачи исследований.
 Сформулированы основные защищаемые положения и выводы.
 Разработана методика наблюдений и проведены исследования
оценки горного давления в выработках при разработке свит
сближенных угольных пластов на ряде шахт ОАО «СУЭККузбасс».
 Выбраны программные средства и параметры физических моделей для решения задач по оперативной оценке напряженнодеформированного состояния массива горных пород при моде6
лировании интенсивной разработки свит сближенных угольных
пластов для условий шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс».
 Проведена камеральная обработка, интерпретация и анализ полученных результатов.
 Разработаны практические рекомендации.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 3
статьи в изданиях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на
141 странице машинописного текста, cодержит 4 главы, введение,
заключение, список используемой литературы из 90 наименований,
69 рисунков, 13 таблиц, 1 приложение.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе диссертации на основе изученности состояния проблемы, анализа исследований напряженного состояния разрабатываемых в свитах сближенных угольных пластов, расчетных
методик по установлению границ зон опорного давления и параметров зон ПГД применительно к горно-геологическим условиям шахт
ОАО «СУЭК-Кузбасс» сформулированы цель и задачи диссертационных исследований.
Вторая глава посвящена выбору экспериментальных участков и методики шахтных исследований по контролю за напряженным состоянием сближенных угольных пластов, разрабатываемых с
оставлением междуштрековых целиков. Приведены результаты геофизических исследований, проведенных на ряде шахт ОАО «СУЭККузбасс».
В третьей главе приведены результаты теоретических исследований и физического моделирования для геомеханическому
обоснованию мероприятий на основе регионального управления
горным давлением при разработке пластов в свитах.
Четвертая глава посвящена разработке инженерной методики
построения границ зон ПГД и безопасному ведению горных работ
при интенсивной разработке свит угольных пластов на шахтах ОАО
«СУЭК-Кузбасс». По данным прогнозных оценок даются рекомендации по выбору порядка отработки пластов в свите, разрабатываемых с оставлением междулавных целиков.
7
ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Размеры и интенсивность зон ПГД на сближенных пластах,
вызванных продавливающим действием целиков, существенно зависят от очередности их формирования и соотношения расположения на различных пластах.
Угольные пласты, разрабатываемые шахтами ОАО «СУЭККузбасс», склонны к горным ударам с глубины 150 м. К условиям их
безопасной разработки предъявляются требования « Инструкции по
безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих
угольные пласты, склонные к горным ударам» (РД 05-328-99) (далее
Инструкция), в соответствии с которой выбор порядка отработки
пластов в свитах должен регламентироваться «Перспективными
геомеханическими схемами регионального управления выбросо- и
удароопасным состоянием массива при разработке свит угольных
пластов: Методические положения» (Л., ВНИМИ, 1989).
Основным вопросом планирования горных работ в пределах
шахтного поля является выбор очередности отработки пластов в
угольных свитах. Указанные в нормативных документах подходы
ориентированы на бесцеликовую отработку пластов в свите. На
шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» отрабатываются мощные пласты по
системе «шахта-лава» с оставлением междулавных угольных целиков. Поэтому в диссертации был разработан новый подход к выбору
очередности выемки пластов в свите, опирающийся на минимизацию размеров и интенсивности зон ПГД в планируемом к отработке
пласте.
Для оценки очередности отработки пластов использовались.
1. Показатель разгрузки от горного давления или степени
защитного действия k, который характеризует закономерность затухания разгружающего эффекта с удалением от плоскости разрабатываемого пласта и определяется из выражения:
k = 1,67 – 0,67 hi/Si ,
где hi - мощность междупластья, м (h1 – при подработке; h2 - при надработке ); Si – параметр дальности защитного действия, м (S1 – в
кровлю; S2 - в почву). При k ≥ 1 пласт разгружен до безопасных зна8
чений напряжений и при его разработке обеспечена полная защита
от проявления удароопасности.
2. Физическое моделирование отработки свиты пластов методом эквивалентных материалом (ЭМ), подбираемых с учетом критериев подобия. Размер модели 3 м, что для участка исследуемого
массива составил масштаб 1: 175. На физической модели из трех
пластов свиты воспроизводились последовательная по времени отработка лав и формирование междулавных целиков (рис. 1).
Рис. 1. Схема отработки лав c формированием междулавного
целика и график смещений V кровли пласта 1
3. Закономерности сдвижения пород кровли, полученные по
результатам наблюдений (А.С. Ягунов) на шахтах Кузбасса и показавшие уменьшение доли общей части оседания, приходящейся на
начальный период отработки лавы и зависания основной кровли.
4. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния горного массива с учетом углов давления, полученных при физическом моделировании и данных натурных
наблюдений.
В качестве примера формирования защищенных зон и области восстановления опасных нагрузок в диссертации рассмотрены
схемы надработки при вариантах отработки верхнего пласта 1 по
бесцеликовой технологии (рис. 2,а) и с оставлением угольных цели9
ков (рис.2,б). Размеры выемочного блока по простиранию и вкрест
простирания приняты по 1 км. Границы зон установлены в соответствии с Инструкцией. Как показали исследования, в условиях интенсивной разработки свиты угольных пластов по технологическим
схемам с оставлением междулавных целиков может оказаться целесообразным вариант смешанного порядка отработки пластов в свите.
По результатам выполненных теоретических исследований
по известной программе SUIT2D (В.В.Зубков) с учетом времени выхода мульды сдвижения на земную поверхность и закономерностей
формирования нагрузок на междулавные целики были построены
прогнозные границы зон ПГД для планируемых вариантов отработки свиты пластов.
Рис. 2. Oценка площадей защищенных зон (ЗЗ), зон ПГД (ПГД)
и области восстановления опасных нагрузок (ОВОН)
Из теории и практики горных ударов для угольных месторождений России границей зоны ПГД принято считать критическое
значение нормальных к напластованию напряжений /H=1.2.
10
Полученные оценки были проверены в натурных условиях с
помощью измерений НДС в зонах ПГД электромагнитным способом. Результаты физического моделирования и натурных измерений
позволили дифференцировать зоны ПГД по степени опасности и
сравнить различные порядки отработки пластов в свите с учетом
факторов пригрузки и разгрузки при разном расположении целиков
на отрабатываемых пластах.
2. Для получения оперативной информации о напряженном состоянии пластов в зонах ПГД следует измерять удельное
сопротивление углей с помощью электромагнитного профилирования, при этом участки, где амплитуда сигнала уменьшилась
относительно базового значения более, чем на 40%, необходимо
рассматривать как опасные зоны по горному давлению.
При проведении шахтных исследований по выявлению границ зон ПГД использовался геофизический бесконтактный электромагнитный метод регистрации изменения параметров искусственных электромагнитных полей, возбуждаемых в массиве. Физической
основой метода является изменение удельного электрического сопротивления (УЭС) углей  под действием горного давления. Деформирование в виде уплотнения или разрушения структуры угольного пласта сопровождается снижением или возрастанием УЭС углей, которое функционально связано с амплитудой поля искусственного источника (А, мкВ).
Данный метод включает возбуждение в угольном пласте искусственного высокочастотного электромагнитного поля и измерение амплитуды его определенно направленных компонент на разных расстояниях (r) между излучателем и приемником (рис. 3).
Измерения проводились в условиях шахт ОАО «СУЭККузбасс» в соответствии с принятой методикой. Показано, что в зонах
ПГД происходит уменьшение сигнала амплитуды в диапазоне от 1520 до 40% и более.
Проведение дипольного электромагнитного зондирования в
лаве показало существенные различия эпюры распределения амплитуды наведенного электромагнитного поля внутри и вне зоны влия-
11
ния очистных работ. Размер участка наибольшего проявления горного
давления в зоне ПГД достигает 8 м.
Рис. 3. Схема расположения излучателя (1) и приемника (2);
3- зона устойчивого геофизического исследования
При этом уровень сигнала амплитуды электромагнитного поля в зоне ПГД снижается от 15 до 40% и более. В результате сравнений полученных результатов с контрольными замерами выхода штыба при бурении шпуров и данных фазово-физических свойств (ФФC)
углей был установлен уровень изменения УЭС, свидетельствующий о
формировании опасной зоны по горному давлению (рис. 4).
Сопоставление результатов дипольного электромагнитного
зондирования угольного пласта в горной выработке позволило установить размеры зон наибольшего проявления горного давления в
различных условиях. Например, отработка лавы 67-04 угольного
пласта 67 осуществлялась в зоне влияния горных выработок пласта
68 как в зоне разгрузки, так и зоне ПГД. Величина напряжений в
зоне разгрузки соответствовала 4,5 МПа и увеличивалась до значения 16,5 МПа в зоне ПГД.
Результаты проведенных шахтных исследований показали,
что необходимый диапазон глубин измерений устанавливается по
12
результатам дипольного электромагнитного зондирования на разных
базах измерений – r,м между излучающей и приемной антеннами.
Эффективность геофизических исследований зависит от выбранных
баз измерений.
а)
б)
Рис.4. Изменения ФФС (а) и амплитуды Аi сигнала (б) в зоне ПГД:
1-влагоемкость Wмг; 2-естественная влажность Wе; 3,4 и 5 –при r соответственно 7 м, 10,5 м и 14 м; 6 –уровень Аi =0,6Аф ;
7-фоновый уровнь Аф
13
Выполнение профилирования на разных базах измерений
позволяет оценить напряженное состояние краевой части пласта, как
в глубину, так и вдоль горной выработки. При этом база измерений
и шаг измерений – Lш, м должны приниматься из условий формирования зоны опорного давления в краевой части пласта.
Таким образом, прием и интерпретация измеренных параметров электромагнитного поля обеспечивают получение оперативной информации о состоянии пластов в зонах ПГД. Уменьшение
сигнала амплитуды наведенного электромагнитного поля на 40%
позволяет устанавливать границу опасной зоны проявления горного
давления.
3. При выборе очередности интенсивной разработки в
свите угольных пластов, склонных к горным ударам, и контроле
безопасного ведения горных работ должно учитываться пространственное распределение повышенных величин горного давления, формируемое междулавными целиками.
Разработанная по результатам исследований инженерная методика расчета и построения границ подзон ПГД с различными значениями горного давления является дополнением к применяемой в
настоящее время методике по Инструкции. Схема построения представлена на рис.5. Размеры зон ПГД в кровлю D1 ,м и в почву D2, м
определяются по формулам D1 = КТ d1 и D2 = КТ d2 , где KТ - коэффициент, учитывающий время формирования зоны ПГД ;
Т,мес 3 4 5 6 7
8
9
KТ
0,2 0,3 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0
12
0,8
15
0,6
18
0,4
24
0,2
При построении границ подзон I, II и III значения l/, l//,d/1,
по следующим формулам:
d//1,d/2,d//2 определяют
- для угрожаемых по горным ударам пластов:
lI = 0,3 K КТ l ; lII = 0,6 K КТ l; DI1 = 0,4 D1;
DII1 = 0,7 D1; DI2 = 0,4 D2; DII2 = 0,7 D2;
14
Рис. 5. Схема к построению зоны ПГД от целика пласта 2
- для опасных по горным ударам пластов:
lI = 0,5 K КТ l ; lII = 0,8 K КТ l; DI1 = 0,5 D1;
DII1 = 0,8 D1; DI2 = 0,5 D2; DII2 = 0,8 D2.
Значения d1, d2 и l принимаются по Инструкции.
Ширина выработанного пространства, прилегающего к целику а1
и а2, учитывается соответственно через коэффициенты К1 и К2 :
а1, а2, м
K1, K2
0,1l
0,2
50
0,4
100
0,8
150
1,0
200
1,2
 250
1,4
Проведенные расчеты и измерения показали, что периодичность контроля удароопасности в горной выработке должна производиться с учетом подзоны ПГД и направления движения забоя.
Например, при проведении подготовительной выработки по угрожаемому по горным ударам пласту в зоне ПГД (в направлении из зоны
ПГД в защищенную зону) прогноз удароопасности должен производиться не реже, чем через 15 м на участке с III степенью влияния
15
зоны ПГД; 10 м на участке II степени влияния; 2 м на участке с I
степенью влияния.
Учет подзон ПГД с разными величинами горного давления
позволило выбрать более безопасный вариант отработки пластов на
шахте «Котинская» ОАО «СУЭК-Кузбасс». Расчеты показали, что
при варианте бесцеликовой отработки пласта 1 на уровне пласта 2
общая площадь защищенной зоны составит 0,26 км2, область восстановления опасных нагрузок составит 0,72 км2 (cм. рис.2,а). При
варианте интенсивной отработки верхнего пласта 1 с оставлением
целиков на уровне пласта 2 общая площадь с эффективной защитой
составит 0,8 км2 и на зону ПГД приходится 0,18 км2 (см. рис.2,б).
Область восстановления опасных нагрузок не формируется.
Из схемы видно, что второй вариант (см. рис.2,б) по критерию эффективности защитного действия более целесообразен, так
как площадь суммарной защищенной зоны превышает в 3 раза площадь защищенной зоны, которая формируется при варианте бесцеликовой технологии разработки пластов.
Однако при этом увеличиваются площадь влияния зоны ПГД
и соответственно объем профилактических мероприятий. Поэтому
при выборе последовательности разработки сближенных пластов в
свитах целесообразно принимать во внимание размеры подзон I, II и
III в общей зоне ПГД и, соответственно, объемы затрат на проведение в опасных зонах профилактических мероприятий.
В таблице и на рис.6 приведены результаты расчета показателей разгрузки Σk для шахты «Котинская» при рассматриваемых
вариантах порядка отработки пластов 52-51-50-49 в свите. Из анализов материалов следует, что при технологии бесцеликовой разработки пластов по критерию разгрузки лучшим (обозначен в таблице
знаком + ) является вариант 1 последовательности 52-51-50-49.
Исследования изменения напряженного состояния угольных пластов под междулавными целиками показали, что по критерию влияния пригрузки в зонах ПГД вариант 1 является более осложненным
и при его выполнении потребуется большой объем профилактических мероприятий.
16
Выбор варианта порядка отработки пластов
Порядок ПоказаВыбор
ПоказаВыбор
отработки
тель
варианта
тель
варианта
свиты
разгрузки
пригрузки
пластов
-Σk
σ/γH
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
4,4
4,2
4,1
+
-
2,8
1,8
1,4
+
Оконч.
выбран.
вариант
+
Из анализа результатов проведенных исследований видно,
что при рассмотрении вариантов порядка отработки пластов по
технологических схемах с оставлением междулавных целиков с учетом влияния зон ПГД наиболее предпочтительным будет вариант 3
(или вариант 2) разработки пластов cо следующим порядком: 52-4950-51.
Рис. 6. К выбору варианта порядка отработки пластов в свите
При таком варианте появляется возможность расположения
очистных выработок таким образом, чтобы зона ПГД от целиков
пласта 52 попадала в формирующуюся зону разгрузки от отработки
пласта 50 (или 49),которая компенсирует опасные пригрузки горного давления.
17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертация представляет собой законченную научноквалификационную работу, в которой содержится решение актуальной задачи выбора порядка отработки сближенных угольных пластов, залегающих в свитах. На основе полученных закономерностей
формирования напряженного состояния в углепородном массиве и
метода регионального управления горным давлением разработаны
подходы по обеспечению безопасности ведения горных работ при
интенсивной разработке свит угольных пластов c применением современных технологических схем подготовки и выемки запасов в
горно-геологических условиях шахт ОАО «СУЭК -Кузбасс».
Основные научные и практические результаты выполненных
исследований следующие:
1. По результатам аналитических расчетов при моделировании различной очередности разработки пластов в свите установлены
варианты, при которых путем изменения взаимного расположения
границ междулавных целиков и очистных выработок на сближенных
пластах уменьшаются площади с особо сложными условиями ведения горных работ.
2. Характер распределения принимаемого сигнала амплитуды наведенного электромагнитного поля А указывает на необходимость проведения геофизических электромагнитных измерений на
глубину зондирования не более ширины защитной зоны. Началом
проведения экспериментальных исследований должна являться граница опасной прогнозируемой зоны.
3. Прием и интерпретация измеренных параметров электромагнитного поля обеспечивает получение оперативной информации
о состоянии пластов в зонах влияния повышенного горного давления. Уменьшение сигнала амплитуды наведенного электромагнитного поля на 40% позволяет устанавливать границу опасной зоны
проявления горного давления.
4. Разработанные рекомендации представлены для совершенствования разделов по региональным мерам управления горным
давлением в инструкции по горным ударам и внезапным выбросам.
5. Разработанная методика расчета и построения границ зон
ПГД вошла в проект «Методическое руководство по порядку и кон18
тролю безопасного ведения горных работ в опасных зонах при высоких скоростях проходки подготовительных выработок и ведения
очистных работ на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс».
6. Полученные выводы и результаты использованы при разработке проектной документации на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»
при выборе оптимального порядка отработки свиты сближенных
пластов, склонных к горным ударам и комплекса прогнозно профилактических мероприятий по контролю удароопасности пластов на выемочных участках.
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ
СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:
1. Пальцев А.И. Особенности формирования зон повышенного горного давления при интенсивной разработке сближенных пластов на шахтах ОАО « СУЭК-Кузбасс»/ А.И.Пальцев, В.В. Зубков,
Н.В.Кротов //Записки Горного института «Современные проблемы
геодинамической безопасности при освоении месторождений полезных ископаемых». СПб, 2010.Т.188. С. 54-57.
2. Пальцев А.И. Научно-методические основы физического
моделирования нелинейных геомеханических процессов при подземной разработке полезных ископаемых / Б.Ю. Зуев, А.И. Пальцев//
Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во
«Горная книга». 2010. №5. С.18-28.
3. Пальцев А.И. Физическое моделирование как составная
часть геомеханического мониторинга в сложных горногеологических условиях / Б.Ю.Зуев, Г.И Коршунов, А.И. Пальцев //
Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во
«Горная книга». 2010. №5. С.29-36.
19
Скачать