Экспериментальное обоснование методов прогноза параметров анкерной крепи горных выработок при подземной угледобыче

В.Е. Ануфриев

канд. техн. наук, старший научный сотрудник Института угля СО РАН

В.Т. Преслер

д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Института угля СО РАН

Н.В. Черданцев

д-р техн. наук, заведующий лабораторией Института угля СО РАН

УДК 622.283.76

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА ПАРАМЕТРОВ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ПОДЗЕМНОЙ УГЛЕДОБЫЧЕ

Представлены многолетние экспериментальные наблюдения за параметрами свода опорного давления, формируемого над горными выработками при их проведении. На основе компьютеризированных методов прогноза в соответствии с горно-технологическими условиями шахт, в которых проводились эти наблюдения, сделан расчет параметров геомеханической обстановки в окрестности этих выработок и параметров их анкерной крепи. Проведено сопоставление прогнозных и фактических данных, и показана работоспособность методов, обеспечивающих надежный прогноз параметров анкерной крепи в разнообразных горно-технологических условиях.

Ключевые слова: АНКЕРНОЕ КРЕПЛЕНИЕ ВЫРАБОТОК, СВОД ДАВЛЕНИЯ, ОПОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

В настоящее время двухуровневое анкерное крепление пород кровли выработок, проводимых в угольных пластах (около 80% всех выработок на пластах пологого и наклонного залегания проводится по угольным пластам), нашло широкое применение в подземной угледобыче. В связи с этим существенно актуализируется проблема количественной оценки геомеханической обстановки в окрестностях горной выработки и прогноза на основе этой оценки параметров их анкерного крепления. В работах [1, 2] развиты методы прогноза параметров двухуровневого анкерного крепления. В их основе лежит прогноз геомеханического состояния массива в окрестности выработки, включающий расчет параметров опорного давления в ее боках с учетом и без учета влияния

выработанных пространств лав и соответствующие ему параметры свода давления над ней. Параметры анкерного крепления определяются согласно высоте этого свода и его пролету, включающему ширину выработки и зоны разрушения пласта в ее боках, и рассчитываются в зависимости от влияния опорного давления в угольном пласте. Для выявления работоспособности этих методов и области их практического применения, безусловно, необходимы экспериментальные исследования в разнообразных шахтных условиях.

В таблице 1 представлены результаты многолетних наблюдений (эндоскопическое обследование стенок скважин, осмотр стенок кроссингов, измерения деформаций пород) за параметрами сводов опорного

давления (максимальная высота и форма свода), формируемых над выработками при подработке ими пород кровли в разнообразных шахтных условиях. Здесь же представлены результаты прогноза пролета свода давления и его максимальной высоты согласно разработанным авторами методам прогноза геомеханического состояния породного массива в окрестности горных выработок.

Прогноз проводился с использованием разработанного авторами программного комплекса по расчету параметров анкерного крепления выработок в составе 14 модулей [3]. Из них были использованы 7 модулей. На рисунках 1-4 представлены некоторые из них. Отраженные в них исходные данные соответствуют фактическим

Таблица 1 - Расчетные и фактические параметры сводов давления над выработками

№ пп Дата Наименование выработки, пласта, шахты Пролет свода, м Максимальная высота свода, м Примечание

Расчет Расчет Факт

1 21.06.1995 Вент, штрек 17-129, пл. Бреевский, ш. им. Кирова 5,2 3,5 3,4 Глубина 130 м. Измерение рулеткой уже закрепленного вывала

2 22.01.1996 Конв. штрек 896, пл. Полысаевский 2, ш. «Октябрьская» 16,6 1,8 1,65 Глубина 250 м, целик шириной 20 м. Эндоскопические наблюдения при проходке выработки

3 22.01.1996 Конв. штрек 897, пл. Полысаевский 2, ш. «Октябрьская» 17,4 2,6 2,2 Глубина 290 м, целик шириной 15 м. Эндоскопические наблюдения в 15 м от лавы

4 14.06.1996 Путевой уклон, пл. Байкаимский, ш/у «Кольчугинское» 11,5 2,9 3 Глубина 290 м. Эндоскопические наблюдения, осмотр стенок кроссинга конв. штрека 13-72

5 10.10.1996 Путевой бремсберг 1309, пл. Поджуринский 5, ш/у «Кольчугинское» 12 2,6 2,3 Глубина 340 м. Эндоскопические наблюдения, осмотр стенок кроссинга конв. штрека 13-70

6 19.12.1996 Конв. штрек 18-43, пл. Толмачевский, ш. «Комсомолец» 19,4 3 2,5-2,7 Глубина 390 м. Измерение рулеткой уже закрепленных вывалов

7 1996 Вост. путевой уклон №3, пл. Бреевский, ш. «Комсомолец» 13,1 3,3 3,2 Глубина 400 м. Эндоскопические наблюдения в обна жении стенок кроссинга конв. штрека 17-26

8 1996 Вент, штрек 17-14, пл. Бреевский, ш. «Комсомолец» 14,4 3,4 3-3,5 Глубина 370 м. Эндоскопические наблюдения

9 1996-1997 Конв. штрек 13-70, пл. Поджуринский, ш/у «Кольчугинское» 22,6 2,4 2,3-3 Глубина 340 м, целик шириной 30 м. Эндоскопические наблюдения, осмотр стенок кроссинга

10 05.03.1997 Вост. конв. уклон, пл. Поджуринский 1, ш. им. Ярославского 10,5 2,1 2,2 Глубина 270 м. Эндоскопические наблюдения

11 06.05.1997 Вент, штрек 509, пл. 5, ш. «Западная» 10,2 1,7 1,6 Глубина 220 м. Вывал по данным В.Г. Харитонова

12 2000-2001 Разрезная печь, пл. 58, ш. «Соколовская» 5 3,3 3,5-4 Глубина 110 м. Завал выработки по заключению ВНИМИ

13 2000-2001 Разрезная печь, пл. 58, ш. «Кыргайская» 6,3 1,4 1 Глубина 225 м. Вывал по данным В.Г. Харитонова

14 2000-2001 Вент, штрек 905, пл. Полысаевский 1, ш. «Заречная» 13,2 2,4 2,3-2,5 Глубина 220 м. Эндоскопические наблюдения и данные по деформации пород кровли

15 2000-2001 Вент, штрек 905бис, пл. Полысаевский 1, ш. «Заречная» 10,2 2,2 2,5-3,7 Глубина 220 м, целик шириной 4 м. Эндоскопические наблюдения. Вывалы не наблюдались

16 2000-2001 Сопряжение путевого уклона с конв. штреком 904, пл. Полысаевский 1, ш. «Заречная» 8,5 2,8 3 Глубина 250 м. Сопряжение типа примыкания. Измерение рулеткой высоты закрепленного вывала

17 06-09. 2008 Вент, штреки 52-03, ЗС 4, пл. 52, ш. «Котинская» 17,4 2,7 2,6 Глубина 235 м. Измерению соответствует интервал максимальных деформаций растяжения пород кровли

18 06-09. 2008 Вент, штреки 52-03, ЗС 2, пл. 52, ш. «Котинская» 18,4 2,6 2,6 Глубина 235 м, целик шириной 20 м. Измерению соответствует интервал максимальных деформаций растяжения пород кровли

19 2008 Демонтажная камера 52-03, пл. 52, ш. «Котинская» 9,2 7,9 6-8 Глубина 260 м. Длина анкеров 8 м обеспечила устойчивость кровли

20 2009 Конв. штрек 52-02, пл. 52, ш. «Котинская» 11,5 2,6 2,6 Глубина 80 м, целик шириной 8 м. Вывал

21 2009 Сопряжение конв. штрека 52-02, пл.52, ш. «Котинская» 19,1 4,3 4 Вывал

22 14.06.2010 Конв. штрек 4В, пл. Владимирский 11, ш. «Южная» 8,3 7,7 7,8 Шатровая форма. Вывал трапециевидной формы высотой 5,5 м

Модуль 1. Расчет параметров канатных анкеров для крепления выработок

вне зоны влияния выработанных пространств лав

Исходные данные

Плотность пород кровли тс/м 3 У 2,5 8 а град Угол падения пласта

Глубина расположения выработки м н 130 0,1 тр м Среднее расстояние меязду трещинами

Ширина выработки м ъ 4,2 <= —> 3 г мес Срок службы выработки

Высоты лежачего и висячего боков выработки м Л. 2,4 3 а л 1,5 1,2 / /1 усл. ед. Средневзвешенная крепость пласта и пород кровли на интервале ширины выработки

Мощности пласта в лежачем и висячем боках выработки м тл т „ 2,4 3 X (в а 0,4 0,5 £ С д.е. Эмпирические коэффициенты для расчета обобщенного коэффициента снижения проч!

Мощность пород непосредственной кровли м тнк 12 оа 0,6 Е пласта на его обнажении

Площадь присечки пород в кровле пласта и величина присечки в месте установки анкера мг м ¿п Лп 0 0 СО => <= 3 Тк ед. ТИП 1 1 -/, 2 -II, 3 -III, 4  кровли ;

Несущая способность анкеров уровней 1,2 тс Мс N. 10 21 2 Ориентация трассы | Под острым углом выработки Тт =(1,2,3) | простиранию пласт

Параметры опорного давления, свода давления, нагрузки на крепь, анке ров и другие расчетные данные

Горное давление МПа уН 3,3 66 9Ш

Кубиковаяи остаточная прочность пласта МПа О пл о, 15,0 2,96 <= 72 69 РэМ град Углы давления

Максимальные напряжения в боках МПа 6,5 => £ л 38 град Угол внутреннего трения

выработки  в 6,1 0,78 X д.е. Коэффициент бокового давления

Коэффициенты роста напряжений в ПНЗ МПа/м ил 2,47 X X (0 С[ 0,50 к0С(Л д.е. Коэффициенты объемного сжатия и снижет

боков выработки V* 1,98 0,66 ккр(Гд прочности пород кровли

Ширины призм сползания в боках выработки м Сл С. 1,17 1,46 а> X ь 0,62 0,20 к, кс д.е. Коэффициенты снижения прочности пласта со временем и обобщенный

Ширина ПНЗ в боках выработки м Ал 1,4 Ф К 0,32 д.е. Коэффициент структурного ослабления пла<

А* 1,6 (В а. => 5,2 В м Эффективная ширина подработки

Ширина зоны разрушения в боках выработки м а л ав 0,5 0,5 3,5 19,2 м м1 Максимальная высота и площадь сечения к свода давления

Погонная и удельная нагрузки на крепь тс/м тс/м 2 е р 47,9 11,4 2,3 4,7 п 1 шт/м м Число и длина анкеров второго уровня

Резюме. К проекту принимаются анкеры второго уровня длиной 4,5 м из расчета 2,5 анкер/п.м.

Рисунок 1 - Расчет по данным вентиляционного штрека 17-129, пл. Бреевский, ш. им. Кирова

Модуль 5. Расчет параметров крепления выработок, охраняемых узким целиком на границе выработанного пространства

Исходные данные

Плотность пород кровли тс/м 3 У 2,5 Ш Ввод данных Ш! 12 а град Угол падения пласта

Глубина расположения выработки м н 370 0,3 Гтр M Среднее расстояние между трещинами

Ширина выработки м ь 5 1,5 2.7 3.8 f fx fl усл. ед. Средневзвешенная крепость пласта и пород кровли на интервалах выработки и ВП лавы протяженностью т «

Высоты охраняемого и неохраняемого боков выработки м h „ж h нох 4 2,9

Мощность пласта в охраняемом боку выработки м ft ах 2,9 5 Ь о м Ширина целика

Мощность пород непосредственной кровли м Шнк 3 40 и мес Время образования ВП

Площадь присечки пород в кровле пласта и величина присечки в месте установки анкера 2 М м Sn An 3,57 0,5 0,4 0,5 0,6 Co Co £o д.е. д.е. д.е. Эмпирические коэффициенты для расчета обобщенного коэффициента снижения прочности пласта на его обнажении

Несущая способность анкеров уровней 1,2 тс Nc NK 9 21

1 TK ед. Типкоовли i 1 -/, 2 -II, 3 - III, 4 -IV

„ ! Ориентация трассы По простиранию пласта ! г „ „ „ „ч 1 выработки Тт = (1, 2,3) 1 2 Сохранение To=(l, 2) Вентиляционный штрек

Параметры опорного давления, свода давления, нагрузки на крепь, анкеров и другие расчетные данные

Горное давление МПа УН 9.3 ПИ Расчетные данные ИП 40 P(fi) град Угол внутреннего трения

Кубиковая прочность пласта МПа а «л 15,0 61 72 65 (Pifi) <pm (рф) град Углы давления

Несущая способность целика МПа ^ 6,00

Остаточная прочность пласта МПа о* 2,18

Максимальное напряжение в боку выработки МПа а 32,7 0,59 i д.е. Коэффициент бокового давления

Коэффициент роста напряжений в ПНЗ МПа/м и 1,50 0,50 0,94 koc(f) k*p(fi) д.е. Коэффициенты объемного сжатия и снижения прочности пород кровли

Ширина ПНЗ в боку выработки м А 20,3

Ширина зоны разрушения в боку выработки м а 6,9 0,32 ks д.е. Коэффициент структурного ослабления пласта

Ширина призмы сползания в охраняемом и неохраняемом боках выработки м С ох С нох 1,88 1,36 0,45 0,15 kt kc д.е. Коэффициенты снижения прочности пласта со временем и обобщенный

Максимальная высота и площадь сечения контура свода давления м м1 Y(fi) S 3,4 19,1 644 UK МПаЧн Коэффициент пригрузки зависающей консоли

14.4 В м Эффективная ширина подработки

Погонная и удельная нагрузки на крепь тс/м тс/м2 Q р 47,7 9,5 1,8 4.1 n I шт/м м Число и длина анкеров второго уровня

Резюме. К проекту принимаются анкеры второго уровня длиной 4 м из расчета 2 анкер/м

Рисунок 2 - Расчет по данным вентиляционного штрека 17-14, пл. Бреевский, ш. «Комсомолец»

Модуль 2. Расчет параметров канатных анкеров дня креплении выработок

в зоне влиянии временного опорного давления лавы

Иосодньв даннье

Плотность пород кровли тс/м3 У 2,5 12 а град Угол падения пласта

Глубина располажетя выработки м н 235 0,6 1" тр м Средпее расстоятие между траншами

Ширина выработки м ъ 4,5 2 < мес Оюк слун£ы ныраб отки

Высота лежачего и висячего боков выработки т Ал й. 2,5 3,9 <= 1 2,5 / А усл. ей. Средневзвеиешая крепость швста и пород кровл! над вьфаботкой и ВП лшы

Мощгости пласта в лежачем и висячем боках м т„ 3,5 => 4 /з

выработки ж. 3,9 а л 0,4 £ Эмтрические коэффициенты для рас1вта

Вынимаемая лавой мопростъ пласта м теш 4,5 £ 0,5 с Ае. обобщенного коэффициента снижения прочности

Мощюсть пород непофедстветой кровли м тик 8 9 М 0,6 £ пласта т его обтжении

Плопвдь щпсетки пород в 1фовле швста и м2 ^П 0 0,8 ъ,к м Шщиназахвагавыемочгого комбайнам длина

величина пркетки в месте установки ажера м Ап 0 => 4,3 Ьк м контакта мех. крепи с породами кровда

Несущая способность авсеров уровней 1,2 тс 1*е N. 10 21 <= 230 12 Ь л V м м/суш Длига лавы и ее среднесугочшя скорость подвигания

Удельная несуиия способность сегащй мех. крепи т&.мг Як 100 1 Тк <А Тш кровли 1 -/, 2 -II, 3 -III, 4-/У

По простиранию пласта Ориентация трассы выработки 7>и=(1,2,3) 1 1 Направление вькмки ^=(1,2,3) По проспрашю пласта

Параметры опорного давления, свода давления, нагрузки на крепь, анкеров и другие расчетные данные

Горное давлеше МПа уН 5,9 0,07 мес Время подхода лавы

Кубисовая цгачгость пласта МПа О пл 10,0 39 РАГО град Угол вщтрешего трешя

Остагочшя прочюстъ пласта, пласта в лаве, пласта под дейсгвжм ВП лавы МПа ст* О»! 2,50 3,3 2,9 61 71 65 (РШ <РгУг) ФШ град Углыдавлешя

Ол 8,8 0,46 X Ае. КЬэффщиснт бокового давлешя

Максимальнье напряжения в боках выработки, в середине и в углу лавы и боках выработки год нейсгвтем ВП ланы МПа а. Оо 8,7 22,7 0,60 0,94 к„с(П д-е. Коэффициенты обьеявого сяотия и снижения прочности пород кровтти

^ угл 18,9 0,38 к* д.е. Коэффициент струкгурюго осдаблошя швста

21,8 => 0,70 *«(/) д-е. Коэффициотт влипия скорости поцвигапия

Ох. 21,6 а 6,60 лавы и установлении шага обрупкния

Превышение надеяжений шд ( Н в углу лавы МПа А<5угл 4 X а 0,66 0,25 К К д-е. Коэффициенты сшиаении прочности пласта и

Ширина цшзмы снолзашя в боках выработки м Сл с. 1,18 1,84 а л 0,88 0,33 пласта в лаве со временем и обобщенные

Ал 4,4 £ => <= 1/43 иЛ

Ширина Т1Ш в боках выработки, лаве и боках выработки под действием ВП швы м А, А0 4,8 18,6 155 1,28 1,04 1,22 и. и„ МПа/м Коэффициенты роста напряжений в ШВ боков выработки, лавы и боков выработки под действием ВП лавы

А . 16,2 1,16 и»

Ширина зоил разрушили в боках выработки пщ м «Ел 6,3 447 иК МПам Коэффициент цшгрузки кансоош город

действием ВП лавы 6,6 17,4 в м Эффективная пирата подработки

Шаг обрушения основной кровли и длшв м 12,4 2,7 ш м Максимальгая вьсота и площадь се^шя

консоли навкаюцих ее пород Аьш 7,3 17,4 м1 контура шада давления

Погонная и удельная нагрузки на креп* тс/м тс/м1 0. Р 43^4 916 1,1 4*0 и 1 ит/м м Число ндли за анкеров второго уровня

Резюме. К проекту принимаются анкеры второго уровня дпшой 4 м из расчета 1 анкер/м

Рисунок 3 - Расчет по данным вентиляционного штрека 52-03, ЗС 4, пл. 52, ш. «Котинская»

Модуль 13. Расчет параметров канатных анкеров для крепления демонтажной камеры или демонтажного ходка, развиваемых от механизированного комплекса, при условии неподбучивания основной кровли

Исходные данные

Плотность пород кровли тс/м3 У 2,5 <= => а л X X я с! § о ш => <= 12 а град Угол падения пласта

Глубина расположения выработки м н 250 0,6 г-ч> м Среднее расстояние между трещинами

Ширина и высот а демонтажного яодка или ДК1 м ъ й 3 4,5 75 78 Ч в град Углы наклона поверхности разрушения пород кровли и канатного анкера к горизонту

Вынимаемая лавой мощность пласта м т ет 4,5 0,5 1,35 к се К„ д.е. ед. Коэффициенты влияния пород кровли на высоту свода и их разрыхления при обрушении

Мощность пород непосредственной кровли м Мяк 5

Длина лавы и ее среднесуточная скорость нодвиганин м м/сут V 230 10 1 3 4>5 / /2 /з усл. ед. Средневзвешенная крепость пласта и пород кровли на интервалах ширины демонтажных выработок и ВП лав

Длительность демонтажа мех. комплекса мес Ч 0,6

Погонное сопротивление стоечной вдели усиления, несущая способность канатных анкеров двух рядов усиления и третьго ряда усиления для мощных пластов тс 0.У ЛГх 75 21 21 21 0,9 0,5 1 2 Г 'г Г ъ м Расстояния от борта демонтажного ходка или демонтажной камеры ДК2 до стоечной крепи усиления и хвостовиков канатных анкеров

Возможные максимальные сопротивления стоечной и двух рядов анкерных крепей усиления тс Оутшс 75 42 100 ёк тс/.м2 Удельная несущая способность секций мех. вдели

4*3 ьк м Длина контакта мех. крепи с породами вдовли

По падению (восстанию) Ориентация трассы пласта ДК Тт =(1,2,3) 3 0 0 ^п йтт м1 м Площадь присечки пород в кровле пласта и величина присечки в месте установки анкера

Параметры опорного давления, свода давления, нагрузки на крепь, анкеров и другие расчетные данные

Условие подбучивания (= ,¿>0) м Апв -2,5 Расчетные данные -Ц-1Т Условие неподбучивания выполняется

Горное давление МПа ун 6,3 38 Р(Л град Угол внутреннего трения

Кубиковая прочность пласта МПа 10,0 62 72 66 <рт УгУг) град Углы давления

Остаточная прочность пласта МПа а* 2,95

Максимум опорного давления в пласте МПа а 20,6

Ширина ПНЗ пласта м А 22,4 0,46 X д.е. Коэффициент бокового давления

Ширина зоны разрушения пласта м аЬсг) 4,7 0,3 0,96 А«Р(/з) д.е. Коэффициенты объемного сжатия и снижения прочности пород кровли

Шаг обрушения основной кровли м ¿«¡(Л) 19,4

Длина нависающих пород кровли м АЬ„б 12,1 0,38 д.е. Коэффициент структурного ослабления пласта

Полуоси сводов давления над ВП по простиранию пласта и перпендикулярно ему м 0 01 30,4 132,6 0,60 10,6 К<Г) д.е. Коэффициент влияния скорости подвигания лавы и установления шага обрушения

Абсциссы точек свода давления м х2 *3 х4 4,62 15,84 29,23 13,5 к крп д.е. Коэффициент кратности подработки

0,78 0,30 к, кс д.е. Коэффициенты снижения прочности пласта в лаве со временем и обобщенный

Ординаты точек свода давления м У2 Уз У 4 7,9 14,4 19,0 0,22 */ д.е. Соотношение прочности пластай пород кровли

0,49 кх д.е. Коэффициент роста бокового отпора со временем

2,19 Сб м Ширина призмы сползания в боку демонтажного ходка

Координаты точки свода А 1 м х А1 У А 1 10,23 11,17 0,79 и0 МПа/м Коэффициент роста напряжений в ПНЗ лавы

447 иК МПа м Коэффициент вдитрузки консоли зависающих пород

Координаты точки свода Б1 м ХБ1 У Б 1 22,53 16,71 265,1 355,7 йк! тс/м Погонный вес породы в контурах сводов

Площадь сечения контура свода давления м2 £ 33,5 620,8 тс/м Суммарньи вес подработанных пород

Погонное сопротивление секций мех. крепи тс/м За 430,0 Необходимы мероприятия по разупрочнению кровли или увеличению сопротивления секций механизированной крепи

Суммарное сопротивление двух рядов анкеров тс/м 42,0

Значение критерия разупрочнения кровли тс/м Лй -74,7

Погонная и удельная нагрудси на крепь тс/м тс/м2 е р 83.8 27.9 0,4 8,0 п 1 шт/м м Число и длина канатных анкеров

Резюме. Реализованы мероприятия по разупрочнению основной кровли. В пролете демонтажных ходка/камеры устанавливаются три рода канатных анкеров длиной 8 м из расчета 0,5 анкер/м на расстоянии от борта 0,5; 1; 2 м с углом наклона 78 град на борг первых рядов анкеров и по нормали к напластованию третьего рода канатных анкеров_

Рисунок 4 - Расчет по данным демонтажной камеры 52-03, пл. 52, ш. «Котинская»

23

горно-технологическим условиям шахт, приведенным в строках 1, 8, 17, 19 таблицы 1.

• Строка 1. Модуль 1 - выработка вне зоны влияния выработанного пространства лавы.

• Строка 8. Модуль 5 - выработка, охраняемая узким целиком на границе выработанного пространства.

• Строка 17. Модуль 2 - выработка в зоне влияния временного опорного давления лавы.

• Строка 19. Модуль 13 - демонтажная камера, развиваемая от механизированного комплекса.

На рисунке 5 представлены результаты статистической обработки фактических и расчетных данных по высотам сводов давления, выстроенных по возрастанию их значений. Кружками обозначены расчетные значения высот сводов, квадратиками - фактические данные по высотам (Факт 1), вошедшие в статистическую обработку, треугольниками - крайние значения фактических высот, которые не вошли в статистическую обработку (Факт 2), но были получены одним из способов их измерения (в основном по деформациям пород). Пунктирными линиями обозначен коридор отклонения факта от расчета, полученный с 95%-ной доверительной вероятностью в предположении нормального распределения отклонений.

Полуширина коридора ЛS рассчитывалась по формуле:

А51 = 1,96 •

N

/„ __

где N - число наблюдений;

Уф., Yp>i - фактические и расчетные значения высот свода давления.

Верхние и нижние значения коридора определялись относительно расчетных высот свода Ур. ± ЛS. Согласно таблице 1 N=22; Л£ =0,404 м.

Как видно из рисунка 5, все фактические данные, вошедшие в обработку, лежат в пределах коридора. В него же входят некоторые крайние значения фактических данных. Верхние крайние значения фактических данных, не вошедших в коридор, свидетельствуют о большой погрешности измерения либо некачественном проведении наблюдений. Особенно это относится к строке 15 таблицы 1, тем более, что рассчитанные параметры анкерного крепления обеспечили устойчивость выработки - вывалов в ней не было. Остальные верхние крайние значения лежат достаточно близко к коридору. Вывалов в выработках, в которых эти данные были получены, не наблюдалось. Нижние крайние значения либо входят в коридор, либо близки к нему, кроме одного наблюдения. Однако оно не критично для расчета параметров крепи, поскольку они рассчитываются по большей высоте свода.

у .-У .

Проведя статистическую обработку относительных отклонений 6 - = —-— фактических высот свода от

расчетных их значений (.=1-М, N=22), получим: среднее значение - 5 = -0,025, диапазон отклонений от среднего

5 ±Д5 , А8 = 1,96

К

обеспечивающий 95%-ную доверительную вероятность, (-0,201; 0,15).

м-1 ¿Г' у

и-

Из всех фактических данных, включая и все крайние, в этот диапазон не входят только четыре наблюдения. Их относительные отклонения составляют: -0,286; 0,682; 0,25; 0,212. Из них три наблюдения достаточно близки к границам диапазона, и только одно (0,682), соответствующее, как и прежде, строке 15 таблицы 1, значительно превосходит его верхнюю границу.

Таким образом, результаты сопоставления фактических и расчетных данных таблицы 1 и их статистический анализ, представленный на рисунке 5, свидетельствуют об адекватной и надежной работе методов прогноза параметров анкерной крепи в разнообразных горно-технологических условиях шахт.

научно-технический журнал № 1-2012

24 вестник

S 7,5

Я

et о

и ^

u 6

0 и

3

в 4,5 № Я S л

4 Я

5

S

S

1 1,5 I

. - -

'А

i к « " -  - - - И о *  И й 4 (/ J*

й г* В Не Г Э-нЕ г "" - - - - -  - - -

т *> ' -

1 2 3

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Порядковый номер замера  Расчет  Факт 1 А Факт 2.......Коридор

Рисунок 5 - Статистическая обработка данных таблицы 1

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Преслер, В.Т. Обоснование параметров анкерного крепления одиночных выработок, проводимых в угольных пластах / В.Т. Преслер, В.Е. Ануфриев, Н.В. Черданцев // Вестник Кузбасского государственного технического университета. -2011. - № 1. -С. 3-11.

2 Преслер, В.Т. Компьютеризированный расчет параметров анкерного крепления выработок, проводимых в угольных пластах /В.Т Преслер, В.Е. Ануфриев, Н.В. Черданцев // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2010. - № 2. -С.116-124.

3 Преслер, В.Т. Комплекс по расчету параметров анкерного крепления / В.Т. Преслер, В.Е. Ануфриев, Н.В. Черданцев // Уголь Кузбасса. - 2010. - № 6. -С. 74-77.

EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF MINE OPENINGS ANCHOR SUPPORT PARAMETERS FORECAST METHODS AT UNDERGROUND COAL MINING

V.Ye. Anufriev, V.T. Presler, N.V. Cherdantsev

Long-term experimental supervision over parameters of the roof basic pressure formed over mine openings at their carrying out are presented. On the basis of the computerized forecast methods according to mining-technological conditions of mines where this supervision was done, calculation of parameters of geomechanical conditions around these openings and their anchor support parameters is made. Comparison of forecast and actual data is done, and efficiency of the methods providing the reliable forecast of anchor support parameters in various mining technological conditions is shown.

Key words: MINE OPENING ANCHOR SUPPORT, ROOF PRESSURE, SUPPORT PRESSURE

Ануфриев Виктор Евгеньевич e-mail: anufrve@mail.ru

Преслер

Вильгельм Теобальдович тел.(3842) 45-20-61

Черданцев Николай Васильевич е-mail:

cherdantsevnv@icc.kemsc.ru