Анализ параметров сдвижения в зонах отхода и остановки очистного забоя на шахтах Западного Донбасса

пласта с граничными точками оседание 15 мм и наклон 0,5-10-3. Графические построения и вычисления приведем на рис. 14, на котором видно, что на ординате максимального оседания отложена ордината виртуальной точки, равная 0,425. От этой ординаты проведена линия до встречи со сглаженной единичной кривой. Далее по вертикальной линии определена абсцисса z = 0,73. В нижней части рисунка вычислена длина полумульды по восстанию пласта. Она составила 19б м. Путем откладывания от точки Max полученной длины найдена граничная точка G3.

Проанализируем полученные нами распределения в полумульдах по падению и восстанию пласта. Результаты сведем в табл. 7, в которой R - разность ординат единичных кривых в точках деления полумульд по падению и восстанию не характеризуется одним максимумом, что указывает на отсут-

ствие виртуальной точки, общей для рассматриваемых кривых.

Таким образом, на основе проведенных нами исследований распределений оседаний земной поверхности с применением двух новых геометрических элементов мульды - виртуальной точки и точки ожидаемого граничного оседания можно заключить, что эти элементы позволяют сблизить ошибочные распределения оседаний, полученные по граничным критериям, и привести их к одному распределению, характерному для условий профильной лини наблюдательной станции. Кроме того, в математическую обработку могут вводиться такие мульды, у которых нет данных оседаний в граничной зоне сдвижения. Все это указывает на практическую целесообразность применения новых геометрических элементов мульды в практике маркшейдерских работ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Посыльный Ю.В. Руководство по расчету параметров процесса сдвижения земной поверхности над

горными выработками I Шахт. ин-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. -1б3 с.

2. Бронштейн И.Н, Семендяев K.A. Справочник по математике. - М.: Наука, 19б4. - б08 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Посыльный Ю.В. — Южно-российский государственный технический университет.

© А.С. Кучин, 2003

УЛК 622.834

А.С. Кучин

АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ СЛВИЖЕНИЯ В ЗОНАХ ОТХОЛА И ОСТАНОВКИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ НА ШАХТАХ ЗАПАЛНОГО ЛОНБАССА

Вопросы прогнозирования сдвижений и деформаций земной поверхности рассматриваются отечественными и зарубежными учеными на протяжении десятков лет. Постоянно изменяющиеся горнотехнологические условия выемки угольных пластов существенно влияют на характер развития процесса сдвижения, что требует систематического отслеживания и корректировки его основных параметров.

Одной из основных задач при определении сдвижений и деформаций земной поверхности является установление границ мульды сдвижения и длин полумульд по значениям граничных углов в главных сечениях. Погрешность определения этих величин оказывает непосредственное влияние на результаты прогнозирования. Согласно действующим нормативам [1] угловые параметры сдвижения земной по-

верхности принимаются постоянными независимо от горногеологических условий отработки угольных пластов.

При изучении процессов сдвижения земной поверхности и массива горных пород многими исследователями [2, 3] подчеркивалась взаимосвязь между шириной зоны опорного давления и граничными углами. Процесс перераспределения опорного давления при движении лавы происходит неравномерно, а его величина различна в зонах отхода лавы от разрезной печи, ее прохода и остановки (в дальнейшем зона отхода, прохода и подхода). В связи с этим следует предположить, что значения соответствующих граничных углов могут зависеть от направления движения лавы [4]. Это служит поводом для проведения дополнительных исследований по установлению предполагаемых зависимостей.

В качестве экспериментального материала взяты результаты наблюдений за сдвижением земной поверхности на шахтах Западного Донбасса, которые проводились кафедрой маркшейдерии НГУ на 24 наблюдательных станциях (около 70 профильных линий) в период с 1960 по 1980 гг. Охвачен диапазон

Таблица 1

ХАРАКТЕРИСТИКА НАБЛЮААТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ

№ Наблюдательной станции Наименование шахта А 2 ,£ © 5 О £ а £ Б ч о а т а Г І (0 а 5 « Б я 2 X 6 * Е Мощность пласта, м Мощность наносов, м

і «Першотравнева» 7 110-170 0,6-0,8 70-100

2 «Терновская» 3 130-200 0,7-0,9 70-90

3 «Степная» 9 100-160 0,8-0,9 60-70

4 «Першотравнева» 2 210-230 0,65-0,8 85

5 «Першотравнева» 5 140-190 0,8 75-100

6 «Терновская» 1 120-180 0,7-0,9 70-90

7 «Степная» 2 180-250 0,8-1 70-80

8 «Степная» 1 180-220 0,9-1 70

9 «Юбилейная» 2 170-300 0,7 70-80

10 «Юбилейная» 2 100-190 0,9-1,1 80-90

11 «Першотравнева» 2 140-165 0,65 80-90

12 «Степная» 3 100-125 1-1,1 60-70

13 «Степная» 1 125-160 0,9-0,95 50-65

14 «Степная» 3 180-230 0,9-1 90

15 «Самарская» 2 205-275 0,8-1 70

16 «Днепровская» 5 170-250 0,7-1,2 110-115

17 «Степная» 1 120-190 0,6-0,9 55-65

19 «Степная» 2 220-250 0,95 70-80

20 «Степная» 2 120-180 0,6-0,7 70-80

21 «Степная» 3 220-250 0,9 80

22 им. Героев Космоса 2 400-480 0,8 150-200

23 «Западно-Донбасская» 2 450-545 0,6-0,8 145-200

24 им. Героев Космоса 3 270-350 0,7-1 150-200

25 им. Героев Космоса 2 380-450 0,7-1 150-200

26 «Западно-Донбасская» 4 415-550 0,8-1 140-200

глубин подработки от 100 до 550 м. Характеристика наблюдательных станций приведена в табл. 1.

Отработка лав в районах закладки станций в подавляющем большинстве случаев производилась по восстанию пластов. Условия Западного Донбасса характеризуются малыми углами падения пластов (250) и большой мощностью наносов, которая колеблется в пределах от 50 до 170м, что в отношении к

глубине разработки составляет от 30 до 62%.

Объектами данных исследований являются граничные углы 80, во, То, а также углы полных сдвижений цт-1, /2 и /3. При практически горизонтальном залегании пластов такое разделение углов в зонах восстания, падения и простирания нецелесообразно, поэтому при дальнейшем изложении примем в главных сечениях мульды сдвижения со стороны массива угол 80, а со стороны выработанного пространства - /3. Следует также отметить, что при определении вышеописанных угловых параметров использовалось значение граничного угла в наносах Западного Донбасса равное 450 в соответствии с действующим нормативным документом [1].

В табл. 2 представлены результаты исследования граничного угла 80 и угла полных сдвижений /3 в виде диапазонов их изменения и средних значений (в знаменателе).

При анализе угловых параметров сдвижения по профильным линиям прослеживается зависимость углов 50 / от глубины ведения горных работ, что также было отмечено в работе [5]. Результаты исследования этой зависимости для условий отхода и прохода лавы показаны на рис. 1 и 2.

Для дальнейшего анализа угловых параметров рассмотрим обобщенные графики их зависимости от глубины. Это позволит выявить различие углов 80 и / в исследуемых зонах отхода и прохода лавы (рис. 3).

Из рис. 3 следует, что кривые представленных зависимостей угловых параметров в зоне прохода несколько круче, чем в зоне отхода. С увеличением глубины подработки отличия в этих зонах становятся более выраженными, что свидетельствует о различных условиях прохождения процесса сдвижения. В зоне подхода лавы граничные углы имеют большие

Таблица 2

ЗНАЧЕНИЯ УГЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

Параметр Направление движения лавы

Отход Проход Подход

Граничные углы 48-67 52-79 61-70

Среднее значение 56,7 65,4 65

Углы полных сдвижений 48-60 46-61 50-58

Среднее значение 52,4 53,1 54

величины нежели в зоне прохода для ответствующих бин подработки

Изменение тических значений граничных углов с глубиной ведения горных работ объясняется тем, что последняя оказывает обратное влияние на величины растяже-

ний земной поверхности. Таким образом, увеличение глубины приводит к уменьшению максимальных растяжений, а соответственно к масштабированию кривой горизонтальных деформаций. При этом критерий определения границ полумульды равный 0.5х10-3 остается постоянным (он зависит от точности линейных измерений, а не от горногеологических условий разработки) и перемещается в направлении границы очистной выработки.

Обобщая изложенное выше можно сделать следующие выводы:

1. При использовании фиксированных критериев для определения длин полумульд угловые параметры изменяются пропорционально увеличению глубины по нелинейным зависимостям.

2. Наиболее пологие угловые параметры имеет зона отхода лавы от разрезной печи и соответственно наиболее крутые - зона остановки лавы.

3. Несоответствие граничных углов и углов полных сдвижений в зонах отхода, прохода и подхода лавы свидетельствуют о различном протекания процесса сдвижения в этих. При отходе лавы процесс сдвижения развивается наиболее полно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях/ Министерство угольной промышленности СССР.— М.: Недра, 1981.—288 с.

2. Акимов А.Г, Хакимов Х.Х.. Обеспечение безопасной эксплуатации шахтных стволов. - М.: Недра, 1988. - 214 с.

3. Зборщик МП, Назимко В.В. Охрана выработок глубоких шахт в зонах разгрузки.- Киев: Техника, 1991.- 243 с.

4. Акимов А.Г, Бошенятов Е.В. Влияние направления подвига-ния забоя при оконтуривании предохранительных целиков на сдвижения и деформации земной поверхности // Методы изучения и управления деформациями массива горных пород

при разработке пластов под застроенными территориями и обеспечение устойчивости бортов разрезов. - Л.: Изд. ВНИМИ, 1981. - С. 4-10.

5. Казаковский Д.А. Сдви-

жение земной поверхности под влиянием горных разработок. - М.: Угле-техиздат, 1953. - 288 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------------

Кучин Александр Сергеевич - ассистент кафедры маркшейдерии, Национальный горный университет, Днепропетровск, Украина.

ри прогнозировании влияния движущегося очистного забоя на земную поверхность принято рассчитывать исключительно максимальные величины сдвижений и деформаций, возникающие в динамической мульде в сечении, проходящем через точку максимального оседания и совпадающем с направлением подвигания забоя [1]. Методика расчета промежуточных значений сдвижений и деформаций в этом сечении, а, тем более, в произвольных точках динамической мульды до настоящего времени не разработана. Актуальность таких расчетов обусловлена рядом задач, ко-

© В.А. Назаренко, С.А. Головко, 2003

УАК 622.834

В.А. Назаренко, С.А. Головко

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТИПОВОЙ КРИВОЙ ОСЕААНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВО ВРЕМЕНИ АЛЯ УСЛОВИЙ ЗАПААНОГО АОНБАССА