Реферати українською » География » Аналіз стійкості маркшейдерських опорних мереж на шахти Донбасу


Реферат Аналіз стійкості маркшейдерських опорних мереж на шахти Донбасу

Грищенков О.Н., Грищенкова М. В., ДонНТУ

Запровадження

Планування ведення гірських робіт і детального відпрацьовування корисних копалин вимагає побудови в підземних гірських виробках єдиної мережі опорних пунктів, просторові координати яких мають визначити із необхідною точністю у єдиній загальнодержавної системі координат.

У статті "Відпрацювання вугільних пластів за умов впливу зон підвищеного гірського тиску" [1] наводиться, що у шахтах об'єднання Шахтарськвугілля щорічно до70% підготовчих і по 30% очисних вибоїв експлуатується за умов підвищених навантажень від зон ДГД, наслідком є велика довжина виробок, що у незадовільний стан. Причому у деформируемых виробках піддається деформированию пункти підземної маркшейдерської опорною мережі, що називається далі ПМОС.

Нині актуальним питанням є оцінка надійності ПМОС, створюваної в деформируемых гірських виробках.

До цього часу не розроблено методичних рекомендацій з обліку нарушенности пунктів ПМОС задля забезпечення необхідної точності створення підземного планового обгрунтування.

У працях [3,4,5] пропонується для прогнозування усунення маркшейдерських пунктів використовувати методи математичного моделювання. Методи математичного моделювання дають можливість прогнозувати усунення маркшейдерських пунктів при різному взаємній становищі підготовчої (капітальної) і очисний виробок. Ці методи доцільно застосовувати для прогнозу якісною і кількісної картин деформацій підземних маркшейдерських мереж в масштабах виробничого об'єднання чи цілого геологопромышленного району з типовими гірничогеологічними умовами.

Проведеними дослідженнями [3,4,5] встановлено, що деформації підземних маркшейдерських мереж залежить від низки горногеологических і горнотехнических чинників, які можна розділити на 2-ге групи. Перша група - чинники, вплив яких практично неможливо зменшити чи виключити. До них належать глибина розробки, потужність розроблюваного пласта, розміри й посвідку кріплення вироблення, вихідне напружене стан масиву гірських порід. Друга ж група включає у собі низка чинників, вплив яких то, можливо значно зменшено застосуванням раціональної технології закріплення маркшейдерських пунктів (кут падіння порід, їх міцність і трещиноватость, становище вироблення щодо очисних порід).

Рациональная технологія закріплення маркшейдерських пунктів передбачає науково обгрунтований вибір виробок й визначити місця закріплення пунктів у виробленні, конструкцію маркшейдерського центру. У разі глибоких горизонтів шахт Донбасу раціональної конструкцією маркшейдерського центру можна вважати центр анкерного типу, довжина і загальнодосяжний спосіб якого залежить від стійкості які вміщали порід.

Питання надійності ПМОС піднімаються також Левченко І.А і Фабричным М.М. та у статті "Оцінка надійності опорною маркшейдерської мережі" [6].

М.М. Фабричный у своїй кандидатську дисертацію виробляв натурні дослідження на шахтах виробничих об'єднань Дзержинськвугілля, Донецьквугілля і Лисичанськвугілля і вони показали, що найбільшим зміщенням пожвержены пункти, закріплені в контурній зоні до 0.6 м. Збільшення глибини закріплення до 1-1.5 м істотно підвищує істотно підвищує стійкість пунктів. У разі розробки крутопадающих пластів стабілізація зсувів пунктів у надрабатываемых штреках настає під час видалення забою надрабатывающей лави на 1.3-1.4 величини междупластья. У разі пологого залягання вплив надработки починає виявлятися за 100-200 м. до підходу надрабатывающей лави і закінчується під час видалення лави на 40-80 м. У капітальних гірських виробках вплив забою самих виробок на стійкість маркшейдерських пункти роблять неістотним під час видалення забою на 30-60 м міцних і 70-120 м слабких чи разнопрочных породах.

М.М. Фабричный з урахуванням аналізу 127 повторних полигонометрических ходів показав, що вектори усунення маркшейдерських пунктів спрямовані вздовж осі вироблення (вкрест простирания порід) убік падіння слабопрочных порід. Відхилення від осі вироблення вбирається у 3-8°. У штреках (шарових і польових) вектори усунення спрямовані перпендикулярно осі вироблення і найчастіше убік неторканого масиву гірських порід. Абсолютні значення векторів усунення пунктів у залежність від умов становлять 20-1000 мм. Вплив помилок вимірів на точність визначення становища пунктів було оцінено з допомогою довірчих еліпсів похибок (довірча ймовірність p0=0.95). Порівняння величин векторів зсувів і середніх розмірів полуосей довірчих еліпсів свідчить про доминирующем вплив геомеханічних процесів на точність визначення становища пунктів маркшейдерських мереж.

Н.Н.Фабричный і Н.А.Кравченко [7] виходячи з аналізу стану підземних маркшейдерських опорних мереж, і результатів шахтних вимірів визначили, що термін їхньої служби постійних маркшейдерських пунктів вбирається у 2-3 року й їх стійке становище у просторі залежить від стійкості гірських виробок, у яких закріплені.

Інженер E.Д. ЖАРИКОВ зазначав, що у гірських виробках з піддатливій крепью, на глибоких горизонтах усунення порід контуру перевищили 300-400 мм (деяких випадках досягли 1000-1200 мм), а ширина зони неупругих деформацій – 8-10 м. Зазвичай, на контурі утворюється зона зруйнованих порід до 2-2,5 м. У разі і центр маркшейдерського пункту закріплюють в зруйнованих породах контуру, він зміщується що з лицарями у значну величину, що визначає його збаламучену становище у просторі.

Це спричиняє з того що маркшейдерам доводиться виконувати великий обсяг робіт з проложению полигонометрических ходів для відновлення опорних мереж, а окремих випадках і до повторному орієнтуванню підземних зйомок.

Зі збільшенням глибини гірських робіт, вмещающие породи навколо вироблення значною області переходить до граничне стан, тобто. формується зона неупругих деформацій. Розміри цієї зони залежать насамперед від глибини розташування, міцності які вміщали порід та певного типу кріплення. При перехід у граничне стан породи цієї зони, деформуючись і розширяючись обсягом, видушуються в вироблення і зумовлюють усунення порід на контурі перерізу й навантаження на крепь. Цей процес відбувається триває протягом усього терміну служби вироблення із загасанням швидкостей зсувів.

При веденні гірничих робіт великих глибинах істотно ускладнюється підтримку виробок. Це спричиняє різкого збільшення трудовитрат На оновлення початкового перерізу з допомогою подрывки грунту чи перекрепления. Через війну прояви геомеханічних процесів в гірських виробках порушуються і навіть знищуються пункти маркшейдерських опорних мереж.

Учені й інженери: О.Д. ЖАРИКОВ, І.А. Левченко, М.С. Котиков, М.М. Фабричный систематизували дані про стан опорних мереж виходячи з інформації з семи виробничим об'єднанням (по 40 шахтам). Лише на самій чотирьох шахтах опорні мережі закладено у грунті виробок.

Аналіз їх фактичного стану показав такі. Більшість досліджуваних опорних мереж закладено на глибинах 700-1000 м (55%), 12% - на глибинах понад тисячу м.

Переважна впливом геть стійкість маркшейдерських мереж надають два чинника: глибина розташування вироблення та наявність очисних робіт на суміжних пластах. Найменше стійкі опорні мережі на шахтах Центрального району. У цьому районі навіть у порівняно малих глибинах (300-400 м) через вплив над- і заробітчанства пункти опорних мереж служать трохи більше два роки. Щодо стійкі пункти лише головних напрямах і проміжних квершлагах у зв'язку з відсутністю впливу штреки очисних робіт вище- і нижележащих пластів.

Як зазначають вищевказані дослідники «фактичні усунення маркшейдерських пунктів на зазначених шахтах склали від 10-50 мм поза зоною впливу очисних робіт, до 200-1000 мм – при вплив останніх. Одержання інформації про усунення пунктів у складних умовах утруднено через частого перекрепления гірських виробок і знищення маркшейдерських пунктів».

Проблемами охорони капітальних виробок тяжіння очисних робіт і сдвижениями в виробках внаслідок гірського тиску займалися й внесли великий внесок у науку багато з її діячі, такі як Г.Г. Литвинский, М.П. Зборщик, В.І. Черняев, Ю.М. Басинський, В.Ф. Водянов, В.М. Кулешов і ще. Цими проблемами займався ВНИМИ, а час УкрНИМИ.

У «Інструкції…» [2] говориться, що зсунуті пункти опорною мережі дозволяється використовуватиме поповнення мережі, якщо дирекционный кут початковій боку прокладываемого ходу визначають гироскопическим способом, а відстань між останніми що збереглися пунктами змінилося лише на 15 див. Цей пункт «Інструкції…» не враховує тієї обставини, що з пунктів опорною мережі, що у близьких умовах, можна піддати рівнобіжному сдвижению щодо їх початкового стану та маркшейдер може знайти такий зрушення, що може бути дуже значним. Найбільша ймовірність такого усунення пунктів у зоні впливу очисних робіт буде за зсуві пунктів паралельно щодо осі підготовчої вироблення, оскільки зрушення у бік перпендикулярному осі підготовчої вироблення значно, або навіть на два більше змішань вздовж її напрями. Величина такого усунення за даними спостережень М.М. Фабричного на шахти Донбасу становить від 20 до 1000 мм.

Укладання

Зазначимо, що прогнозуючи усунення контурів виробок ми цим прогнозуємо змішання пунктів що у цих виробках.

Використовуючи можливості сучасних ЕОМ можна застосувати аналітичні методи для прогнозу усунення маркшейдерських пунктів.

Слід зазначити, що з ЕОМ можна розробити методи розрахунку ступеня нарушенности пунктів. Між двома уцілілими пунктами опорною мережі, відстань між якими значно (наприклад, 300 м), можна прокласти полигонометрический хід і результати порівняти з тими даними (з попереднім полигонометрическим ходом), закладених в ЕОМ раніше. Це дозволить оцінити можливість їх використання для прив'язки нових ділянок мережі.

Список літератури

1. Щомісячний науково-технічний, виробничий й економічна журнал "Вугілля України", No 4 '97.

2. Маркшейдерськi роботи на вугiльних шахтах та розрiзах: Iнструкцiя, Донецьк: ТОВ «АЛАН», 2001.-264 з.

3. Збірник ВНИМИ. 28 червня - 2 липня 1988 р., II.

4. Збірник ВНИМИ. 28 червня - 2 липня 1988 р., XIII.

5. Збірник ВНИМИ. 28 червня - 2 липня 1988 р., V.

6. Левченко И.А.,Фабричный М.М. Оцінка надійності опорною маркшейдерської мережі ,“ Вугілля України”- 1993.- N4.-С.48-49.- Рус.

7. Фабричный М.М., Кравченка Н.А. Досвід побудови підземних маркшейдерських опорних мереж з урахуванням впливу геомеханічних процесів. – М.: ЦНИЭИ вугілля, 1986, - 26 з. (Видобуток переробка вугілля: Экспресс-информация).

Схожі реферати:

Навігація