CC BY
23
УДК 622.016.62:622.831.22:622.281.004.74 © А.В. Ремезов, В.В. Климов, 2017
Что может являться уточненной границей отработки выемочного столба, как определить точку остановки очистного забоя и дальнейшее формирование очистным забоем
демонтажной камеры
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-1-27-29
РЕМЕЗОВ Анатолий Владимирович
Доктор техн наук, профессор кафедры ГМиК КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: [email protected]
КЛИМОВ Виктор Викторович
Заместитель начальника проходческого управления АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, г. Ленинск-Кузнецкий, Россия, e-mail: [email protected]
Согласно нормативным документам границей отработки выемочного столба при отработке длинными выемочными столбами по простиранию угольного пласта при обратной их отработке является граница охранного целика, оставляемая при подходе к охранному целику при формировании демонтажной камеры. Последняя попадает в зону максимального опорного давления, что в последующем связано с нарушением крепления демонтажной камеры, повышением опасности ведения демонтажных работ, приводит к дополнительным затратам и потере добычи. В данной статье предлагается определять место остановки очистного забоя при помощи инструментального замера с последующим формированием демонтажной камеры и демонтажем оборудования.
Ключевые слова:угольная шахта, очистной забой, формирование демонтажной камеры, демонтаж оборудования очистного забоя.
При отработке угольных пологих пластов длинными выемочными столбами по простиранию в обратном порядке от границ ведения очистных работ до участковых выработок (бремсбергов, уклонов и других выработок) границей доработки выемочного столба является охранный целик, оставленный у выше названных горных выработок, обеспечивающий их безаварийное поддержание [1, 2, 3, 4, 5]. При работе очистного забоя возникает опорное давление, вызванное весом обрушенных пород, а также зависающей консоли основной кровли. После того, как зависшая консоль в процессе работы, подвигания очист-
ного забоя набирает определенную массу, вес, превышающий ее прочностные характеристики, она обрушается. По линии разлома происходит разгрузка массива вмещающих горных пород, а затем, при дальнейшем подвигании очистного забоя, происходит по вышеописанным причинам рост опорного давления, что можно изобразить следующей схемой: min ^ max ^ min. Эта схема повторяется до полной отработки выемочного столба с определенной периодичностью, которая называется шагом обрушения непосредственной и основной кровли.
Конкретные параметры последнего объекта получены при помощи гидравлических монометров-самописцев, установленных в поршневую полость стоек механизированной крепи в очистном забое № 18-27.
Таким образом, периодическое изменение величины опорного давления, полученное при отработке выемочных столбов очистных забоев в восточной части уклонного поля № 18-2 пласта «Толмачевский» лицензированного шахтного поля шахты «Полысаевская», носит волновой характер.
В своей работе «Механика горных пород и массивов» А.А. Борисов дает следующее определение опорного давления: «Опорное давление создается совместным действием веса пород покрывающей толщи до земной поверхности и суммой изгибающих моментов отдельных слоев пород и их пачек, зависающих над забоем, также до самой поверхности» [6]. Следует особое внимание обратить на то, что параметры опорного давления не стабильны, по мере подвигания забоя изменяются в весьма широких диапазонах, обусловленных динамикой изменений пролетов зависаний пород покрывающей толщи, деформациями и разрушениями краевой зоны очистного забоя и вмещающих пород (кровли почвы), а также технологическими параметрами (скорость подвигания очистных работ, глубина захвата, длина лавы) и др.
Значительную работу по обобщению теоретических представлений об опорном давлении проделал В.Д. Слесарев, который предлагал инженерный подход к вопросам определения интенсивности опорного давления и его ширины на основе использования задачи Бруссинесека - Фламана.
Теоретические представления по вопросу об опорном давлении одним из первых изложил В. Вебер.
ЯНВАРЬ, 2017, "УГОЛЬ"
27
График проявления опорного давления у границы отработки выемочного столба с учетом шага обрушения
Его представления о волнах горного давления получили широкую известность. В последующем из иностранных специалистов этим вопросом занимались:
A. Эккард, Г. Виллипс, М. Худспес, А. Уинетепли и др. В современной литературе известны предложения по расчетам опорного давления ряда отечественных авторов: С.А. Христиановича, Г.И. Баренблата,
B.Г. Гмошинского, К.А. Ардашева, А.Г. Протосеня и др. График проявления опорного давления у границы отработки выемочного столба, с учетом шага обрушения, полученный экспериментальным путем, на основе моделей
C.Г. Авершина и П.В. Егорова, при учете изгибающих моментов зависших консолей пород, приведен на рисунке.
Этот график соответствует теории А.А. Борисова, т.е. пределы изменения максимальной интенсивности опорного давления составляют: qинт = (1,5-5^Н, что дает основание достоверности авторских расчетов и графиков.
На основе этих работ были проведены расчеты, основанные на данных инструментальных исследований по выемочным столбам по правой части уклонного поля № 18-2 пласта «Толмачевский». При анализе результатов проявления опорного давления при отработке выемочных столбов выявлено, что остановка очистного забоя для формирования им демонтажной камеры с учетом неприкосновенности нарушения целостности охранного целика может привести:
- к увеличению горного давления в демонтажной камере;
- к увеличению опасности проведения работ по демонтажу элементов механизированного комплекса;
- к увеличению сроков демонтажа, потере добычи и упущенной выгоде от реализации недобытого угля.
Для того чтобы не происходило подобных случаев, необходимо исследовать периодичность обрушения кровли, шаг обрушения непосредственной и основной кровли для того, чтобы остановить очистной забой в точке, благоприятной для формирования демонтажной камеры в зоне минимального опорного давления, что характеризуется линией, нанесенной на графике (см. рисунок).
Начало формирования демонтажной камеры на пологих пластах определяется оптимальным расстоянием Lmj у границы отработки выемочного столба, которое рассчитывается на основе уточнения параметров нагрузок от опорного давления и шага обрушения кровли с последующим решением задачи: L . = b + b + ЛЬ ^ opt,
opt дк цел г
где: Ь - ширина целика, находится от нормативного L до Lopt, м; Ьдк - ширина демонтажной камеры. Эта величина зависит от типоразмера механизированной крепи, то есть длина секции крепи в сложенном состоянии; Db - эффективное увеличение ширины целика, переменная величина находится: 0 < ЛЬ < ЛЬопт, м.
В связи с вышеизложенным, когда согласно произведенным исследованиям в каждом отрабатываемом выемочном столбе возникает необходимость увеличения ширины охранного целика на величину Db, увеличиваются потери подготовленных запасов от первоначально определенных по нормативам. В связи с этим возникает вопрос: как списать потери угля, на какие потери? Этот вопрос необходимо решить в нормативном документе. Кроме того, этот факт выяснится только после того, как определится место оптимального, с учетом минимального, проявления опорного давления.
В настоящее время, когда большинство закупаемых импортных механизированных комплексов может быть поставлено с аппаратурой отслеживания изменения давления в поршневых полостях гидростоек секций механизированных гидравлических крепей и имеет архив, в котором накапливаются результаты измерений при выемке каждой очередной стружки, это сделать будет просто.
Отечественную аппаратуру, подобную импортной аппаратуре, разработало и пробует внедрять ООО «МК «Ильма» (г. Томск).
Список литературы
1. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л.: ВНИМИ, 1986. 219 с.
2. Указания по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты пластов мощностью до 3,5 м и с углом падения до 35°. Л.: ВНИМИ, 1984. 59 с.
3. Современные взгляды на существующие технологии охраны горных выработок, оконтуривающих выемочные столбы / А.В. Ремезов, В.В. Климов, А.И. Жаров и др. // Вестник КузГТУ. 2015. № 2. С. 65-72.
4. Ремезов А.В., Климов В.В. Исследование влияния опорного давления от очистного забоя и зон ПГД на горные выработки // Вестник КузГТУ. 2011. № 4(84). С. 40-43.
5. Горное давление. Его проявления при ведении горных работ в массиве горных пород / А.В. Ремезов, И.К. Кости-нец, В.Г. Харитонов и др. Кемерово, 2013. 681 с.
6. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980. 360 с.
28
ЯНВАРЬ, 2017, "УГОЛЬ"
underground mining
UDC 622.016.62:622.831.22:622.281.004.74 © A.V. Remezov, V.V. Klimov, 2017
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 1, pp. 27-29
Title
what can serve as the extraction column verified boundary,
how can be stope limit defined with further break-down chamber formation
Doi: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-1-27-29 Authors
Remezov A.V.1, Klimov V.V.2
1 T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University (KuzSTU), Kemerovo, 650000, Russian Federation
2 "SUEK-Kuzbass", JSC, Leninsk-Kuznetskiy, 652507, Russian Federation
Authors' Information
Remezov А.V., Doctor of Engineering Sdences/'Mining Machines and Plants" Department Professor, e-mail: [email protected] Klimov V.V., Tunnelling Department Deputy Manager, e-mail: [email protected]
Abstract
Based on the standard documents, during coal seam longwall retreating on strikes extraction protective pillar brow, left at the protecting pillar during break-down chamber formation, is considered to be the column boundary. The latter falls within the abutment pressure zone, thus resulting in the further break-down chamber support disturbance, break-down works risks buildup, causing extra costs and production loss. The paper suggests defining stope limit by instrumental measurements with further break-down chamber formation and equipment removal.
Keywords
Coal mine, Stope, Break-down chamber formation, Stope equipment removal. References
1. Ukazaniya po ratsional'nomu raspolozheniyu, ohrane i podderzhaniyu gornyh vyrabotok na ugol'nyh shahtah SSSR [Guidelines for efficient mine workings
layout, protection and maintenance in the USSR coal mines]. Leningrad, VNIMI Publ., 1986, 219 pp.
2. Ukazaniya po upravleniyu gornym davleniem v ochistnyh zaboyah pod (nad) tselikami i kraevymi chastyami pri razrabotke svity plastov moshchnost'yu do 3,5 m i s uglom padeniya do 35° [Guidelines for abutment pressure management in the stopes under (above) the pillar and selvedges during mining of 3.5 m thick series of strata with up to 35° inclination angle]. Leningrad, VNIMI Publ., 59 pp.
3. Remezov A.V., Klimov V.V., Zharov A.I., et al. Sovremennye vzglyady na sushchestvuyushchie tekhnologii ohrany gornyh vyrabotok, okonturivay-ushchih vyemochnye stolby [Contemporary outlooks on existing extraction columns contouring mining workings]. Vestnik KuzGTU - KuzSTU Newsletter, 2015, no. 2, pp. 65-72.
4. Remezov A.V. & Klimov V.V. Issledovanie vliyaniya opornogo davleniya ot ochistnogo zaboya i zon PGD na gornye vyrabotki [Investigation of stope abutment pressure and high rock pressure zones influence on mining workings]. Vestnik KuzGTU - KuzSTU Newsletter, 2011, no. 4(84), pp. 40-43.
5. Remezov A.V., Kostinets I.K., Kharitonov V.G., et al. Gornoe davlenie. Ego proyavleniya pri vedenii gornyh rabot v massive gornyh porod [Rock pressure. Its manifestation during solid rock mining]. Kemerovo, 2013, 681 pp.
6. Borisov A.A. Mekhanika gornyh porod i massivov [Rocks and rock solids mechanics]. Moscow, Nedra Publ., 1980, 360 pp.
СУЭК завершила строительство в Хакасии станции Углесборочная
30 ноября 2016 г. состоялось торжественное открытие станции Углесборочная, расположенной в г. Черногорске (Республика Хакасия). Строительство станции собственными силами, в короткие сроки и с высоким качеством выполнило АО «Промтранс», входящее в состав СУЭК.
В настоящее время станция Углесборочная включает в себя 6 путей протяженностью от 870 до 1400 м, что позволяет дополнительно формировать отправительские и технические маршруты с углем, в том числе для основного грузоотправителя - ООО «СУЭК-Хакасия», сократить оборот вагонов на подъездном пути, обеспечить более стабильную и ритмичную работу добывающих и перерабатывающих предприятий.
Одна из ключевых целей при развитии путей необщего пользования АО «Промтранс», в том числе и ст. Углесборочная, состояла в том, чтобы создать благоприятные условия для увеличения пропускной и перерабатываю-
СУЭК
СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ
щей способности ст. Черногорские Копи Красноярской железной дороги, филиала ОАО «РЖД».
«На протяжении ряда лет предприятия СУЭК в Хакасии наращивают объемы отгрузки угля потребителям, - отметил генеральный директор ООО «СУЭК-Хакасия» Алексей Килин. - Потенциал производственного роста наших предприятий далеко не исчерпан, поэтому мы приветствуем развитие АО «Промтранс» и используем новые возможности для обеспечения потребителей высококачественным топливом».
Наша справка.
АО «СУЭК» - одна из ведущихугледобывающих компаний мира, крупнейший в России производитель угля, крупнейший поставщик на внутренний рынок и на экспорт. Добывающие, перерабатывающие, транспортные и сервисные предприятия СУЭК расположены в семи регионах России. На предприятиях СУЭК работают более 32 500 человек. Основной акционер - Андрей Мельниченко.
ЯНВAРЬ, 2017, "УГОЛЬ"
29
