НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ ГІРНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

Махов Валерій Григорович

УДК 622.262.001.2

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИЇМКИ

КРУТИХ ПЛАСТІВ ГІДРОІМПУЛЬСНИМИ УСТАНОВКАМИ

05.15.02. – “Підземна розробка родовищ

корисних копалин”

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Донецьк-2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Державному підприємстві “Комплексний науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут з проблем Центрального району Донбасу” (ДонНДІ) Міністерства палива та енергетики України

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Півень Юрій Анатолійович, Державне підприємство “Комплек-сний науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут з проблем центрального району Донбасу” (ДонНДІ) Міністерства палива та енергетики України, директор

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, доцент Антипов Ігор Владиславович,

Інститут фізики гірничих процесів

НАН України, завідувач відділом

кандидат технічних наук, доцент Подкопаєв Сергій Вікторович,

Донецький Національний технічний

університет Міністерства освіти та

науки України, доцент кафедри

управління виробництвом

Провідна установа

Національний гірничий університет

Міністерства освіти та науки України,

м. Дніпропетровськ

Захист відбудеться "06" грудня 2003 р. о 12-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.184.02 при Інституті фізики гірничих процесів НАН України за адресою: 83114, Донецьк, вул. Р.Люксембург, 72.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики гірничих процесів НАН України за адресою: 83114, Донецьк, вул. Р.Люксембург, 72.

Автореферат розісланий "04" січня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, канд. техн. наук

В.М. Ревва

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основним напрямком технічного переозброєння шахт Донбасу, що розробляють круті і крутопохилі вугільні пласти, є широке застосування механізованих комплексів і щитових агрегатів. Але їх використання ефективно тільки на безпечних по викидах вугілля і газу або захищених пластів. З збільшенням глибини розробки процес видобутку вугілля ускладнюється через збільшення гірничого тиску і газодинамічної активності вугільних пластів. Центральний район Донбасу є найбільш складним при розробці викидонебезпечних пластів у свитах. Геологічна структура району ускладнена безліччю диз’юнктивних порушень з амплітудами до декількох метрів. Розроблювальні пласти мають потужність 0,5-2,5 м. Причому, 90% запасів вугілля в районі зосереджені в пластах потужністю до 1,3 м. Більшість пластів мають складну структуру з наявністю змінної препарованої вугільної пачки, характеризуються високим ступенем тектонічної порушеності. Кут падіння пластів на північному крилі антикліналі 55-65, на південному – 60-70.

Середня глибина розробки вугільних пластів у районі складає майже 800 м, на окремих шахтах (“Північна”, ім. Ф.Е. Дзержинського, ім. В.І. Леніна) глибина гірничих робіт перевищує 1100 м.

З 278 пластів, що розробляють у Центральному районі, більш 50% шахтопластів є викидонебезпечними.

Основною особливістю розробки світ вугільних пластів є одночасне ведення гірничих робіт на декількох зближених пластах. В даний час розробка випереджаючих захисних пластів вважається найефективнішим заходом боротьби з викидами і прийнята в якості основного технічного напрямку підвищення ефективності і забезпечення безпеки розробки викидонебезпечних пластів. У якості захисних використовуються дуже тонкі вугільні пласти потужністю 0,45-0,7 м.

На шахтах, що розробляють світи крутих пластів, обсяг використання захисних пластів стримується відсутністю ефективних засобів і способів розробки малопотужних вугільних пластів.

Створені фахівцями ДонДТУ (ДонНТУ) і ДонНДІ разом із виробничниками гідроімпульсні установки для виїмки вугілля в очисних вибоях і буріння підняттєвих свердловин багато в чому вирішують проблему розробки дуже тонких крутих пластів, у тому числі небезпечних по раптових викидах і заваленням вугілля.

Проте, використання цих установок стримується безліччю причин, до яких можна віднести:

- недостатній обсяг досліджень в області вибору оптимальних параметрів, що забезпечують ефективне використання гідроімпульсних установок;

- відсутність необхідного досвіду використання гідроімпульсних установок у різноманітних гірничо-геологічних умовах, особливо машин, призначених для гідроімпульсної відбійки вугілля при проходженні свердловин;

- низьку надійність окремих елементів виймального устаткування гідроімпульсних установок;

- відсутність обгрунтованих параметрів гідроімпульсних установок;

- недостатній обсяг досліджень в області вибору оптимальних технологічних параметрів, що забезпечують ефективне використання гідроімпульсних установок.

У цьому зв'язку актуальною науковою і практичною задачею є наукове обгрунтування оптимальної технологічної схеми виїмки вугілля в очисному вибої з застосуванням гідроімпульсних установок при розробці крутих пластів, на базі комплексних досліджень впливаючих факторів.

Зв'язок теми дисертації з планами науково-дослідних робіт інституту. Дисертація пов'язана з галузевими роботами: “Розробка й освоєння серійного виробництва гідроімпульсної виймальної установки для безлюдного виймання вугілля при веденні технологічних робіт і ліквідації аварійних ситуацій на крутоспадних пластах шахт Донбасу” (№3819201000) і “Розробка й освоєння серійного виробництва гідроімпульсних виймальних і бурових установок для безлюдного виймання вугілля при веденні технологічних робіт і ліквідації аварійних ситуацій на пластах крутого падіння” (№ держреєстрації 0100U003697), котрі виконувались ДонНТУ і ДонНДІ в 2000-2002 р.р. за замовленням Мінпаливенерго України, у яких автор приймав особисту участь.

Ідея роботи полягає у використанні закономірностей управління станом вугільного масиву в привибійному просторі очисного вибою для оптимізації параметрів технології виїмки крутих надто викидонебезпечних вугільних пластів із застосуванням гідроімпульсних установок.

Мета роботи. Метою роботи є комплексне обгрунтування параметрів технології використання гідроімпульсних установок, що забезпечують високоефективну і безпечну розробку викидонебезпечних пластів.

Предмет дослідження – технологія виїмки крутих пластів гідроімпульсними установками.

Об'єкт дослідження – гідроімпульсні установки, які використовуються для виїмки вугілля при розробці крутих пластів, небезпечних з раптових викидів і раптових завалень вугілля.

Задачі дослідження.

1. Узагальнити виявлені в процесі вивчення досвіду шахтних випробувань основні позитивні якості і недоліки технологічних схем і засобів виїмки крутих тонких вугільних пластів.

2. Виконати аналіз принципових технологічних схем і процесів виїмки крутих пластів, схильних до газодинамічних явищ.

3. Обгрунтувати основні параметри технології і засобів виїмки крутих викидонебезпечних пластів із застосуванням гідроімпульсних установок.

Методи досліджень. У процесі виконання роботи використані методи емпіричного і теоретичного досліджень об'єкта (ідеалізація, формалізація, абстрагування, аналіз, синтез і ін.), статистичні методи обробки експериментальних даних, а також виконана оцінка ефективності використання нової техніки.

Достовірність наукових положень. Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій, наведених у роботі, підтверджуються:

- використанням апробованих методів і засобів, які пройшли метрологічну атестацію і забезпечують необхідну точність вимірів (похибка не більш 5%);

- достатнім обсягом шахтних інструментальних спостережень, обумовленим методикою промислових іспитів гідроімпульсних установок;

- застосуванням аналітичного апарата теорії можливостей і математичної статистики при проектуванні технологічного процесу виїмки вугілля;

- задовільною збіжністю результатів аналітичних і експериментальних досліджень (розбіжність не перевищує 10%).

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Вперше розроблені технологічні параметри і силові характеристики обладнання для відробки крутих викидонебезпечних пластів гідроімпульсними установками, що направлено переміщуються уздовж вибою лави на відміну від раніше застосовуваних стаціонарних установок.

2. Теоретично встановлено та експериментально підтверджено, що максимум зони опорного тиску при новій технології розташовується на відстані в 1,5-2,0 рази далі в глибині вугільного пласту, чим це має місце при комбайновій виїмці, у результаті чого зменшується імовірність розв'язання газодинамічних явищ.

3. Вперше отримані графоаналітичні залежності для визначення ширини відбиваної стружки вугілля від гірничо-геологічних умов залягання пласту і технологічних параметрів очисного вибою.

Наукове значення роботи полягає в розробці й обгрунтуванні математичної моделі “гідроімпульсна установка-вибій” стосовно до умов розробки дуже тонких крутих вугільних пластів. На підставі цій моделі встановлені принципово нові закономірності формоутворення очисного вибою, у тому числі: критерій форми вибою, вплив кута нахилу і радіуса кривизни вибою.

Практичне значення роботи полягає в:

- розробці й обгрунтуванні технологічних параметрів механізованої виїмки вугілля з застосуванням гідроімпульсних установок;

- розширенні області й обсягу застосування виймальних машин при розробці крутих вугільних пластів, у тому числі небезпечних по раптових викидах вугілля і газу;

- розробці технологічних схем механізованої виїмки крутих вугільних пластів із використанням гідроімпульсних установок;

- розробці технологічних схем буріння підняттєвих свердловин гідроімпульсними машинами.

Реалізація висновків і рекомендацій роботи. Результати виконаної дисертаційної роботи ввійшли складовою частиною в розроблені за участю автора “Технологічні схеми застосування гідроімпульсних установок в очисних вибоях крутих і крутопохилих вугільних пластів Донбасу” і Технічне завдання “Машина бурова гідроімпульсна МБГІ-1”, що використані шахтами ВО “Дзержинськвугілля”, ім. Гайового при випробуваннях й експлуатації гідроімпульсних установок.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи і її розділи докладалися і одержали схвалення на засіданнях вченої ради ДонНДІ (м. Горлівка, 2000-2001 роки), на Міжнародній конференції “Геотехнології на рубежі ХХI сторіччя” (м. Донецьк, ДонДТУ, 2001).

Особистий внесок здобувача.

Автором самостійно сформульовані мета і задачі досліджень, ідея роботи, основні наукові положення, висновки і рекомендації, концепція дослідження. Автор приймав особисту участь у розробці методик шахтних досліджень, розробці основних технічних рішень стосовно до гідроімпульсної технології виїмки крутих вугільних пластів.

Зміст дисертації викладено автором особисто.

Публікації. Основні наукові і практичні результати дисертації достатньо повно викладені в 6 друкарських роботах, опублікованих у науково-технічних виданнях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел із 79 найменувань і 3 додатків. Викладена на 137 сторінках, містить 31 рисунок і 13 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Дослідження зі створення засобів і способів виймання вугілля при розробці тонких крутих вугільних пластів проводилися в багатьох наукових, навчальних і проектних організаціях України і країн СНД, у тому числі НГУ України, ДонНТУ, ІГТМ НАН України, ДонВУГІ, ДонНДІ, Донгіпрошахт, ІГД ім. О.О. Скочинського, і ін., протягом тривалого часу.

Аналіз робіт, присвячених розробці технічних засобів виїмки і технологічних схем їх застосування, показав, що існує два незалежних напрямки досліджень, що пов'язані між собою рішенням однієї найважливішої виробничої проблеми – підвищення ефективності і безпеки розробки крутих вугільних пластів, у тому числі схильних до газодинамічних явищ.

Мета першого напрямку – забезпечення ефективної розробки пластів при виконанні всіх технологічних процесів, а мета другого, відповідно, – забезпечення розробки вугільних пластів із періодичною присутністю людей в очисному вибої. У першому випадку створені способи і засоби виїмки вугілля стосовно до умов розробки захисних пластів без детального дослідження технологічних особливостей тих або інших схем. В другому – створене різноманіття виймальної техніки, що забезпечує виконання одного або двох основних технологічних процесів без присутності людей в очисному вибої.

При цьому багаторічний досвід використання засобів виїмки тонких крутих пластів показав, що незважаючи на те, що рішенням цієї проблеми займалися головні науково-дослідні і проектно-конструкторські інститути галузі, машинобудівні заводи і вищі навчальні заклади, реального просування в цій області не відбулося.

Це обумовлюється тим, що засоби виїмки вугілля у цих умовах, як у нашій країні, так і у зарубіжжі, створювалися у відриві від обгрунтування основних параметрів технології.

Тому для підвищення ефективності роботи таких очисних вибоїв, обладнаних різними засобами виїмки вугілля й, у першу чергу, гідроімпульсними установками доцільні принципово нові підходи до вибору й обгрунтування параметрів технології.

Виходячи з цього були поставлені такі задачі досліджень:

- узагальнити виявлені в процесі шахтних випробувань основні позитивні якості і недоліки технологічних схем і засобів виїмки вугілля в очисному вибої тонкого крутого пласта;

- виконати аналіз принципових технологічних рішень виїмки крутих тонких пластів, у тому числі небезпечних по раптових викидах вугілля і газу;

- обгрунтувати основні параметри технології і засоби виїмки тонких крутих пластів гідроімпульсними установками.

Стосовно до поставлених задач виконано аналіз сил, що діють у системі “гідроімпульсна установка-вибій”і отримано відповідні залежності (рис. 1).

Рис. 1. Вплив навантажень у системі “гідроімпульсна установка-вибій”

Відповідно до приведених даних на рис. 1 зусилля, що діють на виконавчий орган гідроімпульсної установки, в умовах вибою обкресленого кривою повільної форми при розміщенні приводу у верхній частині лави, визначаються з виражень (1)-(4).

Напірне зусилля на вибій, обумовлене приводом ():

, (1)

де - зусилля руйнування вугілля виконавчим органом;

- відстань між виймальною машиною і приводом;

- довжина машинної частини лави;

- кут між дотичною до лінії вибою і радіусом кривизни вибою.

Напірне зусилля на вибій, обумовлене пружними силами опорно-направляючого елемента ():

, (2)

де - жорсткість одиниці довжини опорно-направляючого елемента;

- кут між напрямком дії сили і поточним радіусом кривизни;

- поточне значення центрального кута;

- постійне значення центрального кута.

Складова ваги ( ):

, (3)

де - вага установки;

- кут падіння пласта;

- поточне значення кута між вертикальною складовою ваги і радіусом кривизни.

Напірне зусилля, обумовлене опорно-направляючим елементом:

, (4)

- початкове зусилля в опорно-направляючому елементі;

- коефіцієнт тертя опорно-направляючого елемента об вугільний вибій;

- погонна вага 1 м опорно-направляючого елемента;

- радіус кривизни формотворної вибою;

- приведений коефіцієнт.

На підставі узагальнення досвіду розробки крутих пластів із застосуванням гідроімпульсних установок отримана емпірична залежність для визначення часу стійкого оголення привибійного простору:

, (5)

де - відстань від вибою до вибійного ряду стояків кріплення, м;

- коефіцієнт, розмір якого залежить від зближення бічних порід (0,05-0,1);

- коефіцієнт, що враховує зміну стійкості бічних порід у часі (0,5-0,9);

- коефіцієнт, що враховує зміну стійкості бічних порід від кута падіння пласта (1-2).

У результаті спостережень за зсуванням бічних порід у лавах, де проводилися приймальні випробування гідроімпульсних установок, встановлено, що бічні породи при виїмці вугілля зміщаються значно менше, ніж при виїмці відбійними молотками й очисними комбайнами. Крім того, при виїмці вугілля гідроімпульсними установками зближення вміщаючих порід, а отже, і деформації вугільного пласта, носить більш рівномірний і плавний характер, чим при комбайновій виїмці вугілля (рис. 2).

а)

Рис. 2. Графіки зміщення покрівлі в період виїмки вугілля (а) і виробництва робіт із керування гірничим тиском (б) для виймальних машин: 1 – ГІУВ; 2 – “Поіск-2РА”.

Про це свідчать зміни рівня акустичної емісії при виїмці викидонебезпечних пластів у тих самих умовах (рис. 3).

Рис. 3. Зміна рівня акустичної емісії при виїмці вугілля: 1 – гідроімпульсною установкою; 2 – відбійними молотками.

У нормативній документації, що регламентує порядок розрахунку параметрів технологічних схем за газовим фактором, вплив падаючого вугілля в очисних вибоях, обладнаних струговими і гідроімпульсними установками, не знайшов достатнього відображення. Виконані дослідження дозволили обгрунтувати параметри провітрювання дільниці, обладнаної гідроімпульсною установкою. Максимальна витрата повітря в очисній виробці при працюючій установці визначається з вираження, отриманого емпіричним шляхом:

, (6)

де - необхідна витрата повітря для провітрювання очисного вибою;

- депресія, утворювана потоком падаючого вугілля.

Крім того, шахтні інструментальні дослідження в лавах, обладнаних гідроімпульсними установками, дозволили встановити кореляційну залежність коефіцієнта нерівномірності газовиділення з розроблювального пласта () від часу роботи установки по виїмці вугілля:

, (7)

де - тривалість часу роботи гідроімпульсної установки по виїмці вугілля протягом зміни;

- тривалість зміни.

Кореляційне відношення вираження (7) складає 0,81.

Перевірка ступеня впливу засобу виїмки вугілля на режим провітрювання при вибійного простору в умовах шахти ім. Гайового показала, що при порівняно однаковому рівні видобутку вугілля середній обсяг метановиділення в молотковій лаві склав 5,4 м3/хв., а в лаві, обладнаній гідроімпульсною установкою, відповідно - 4,6 м3/хв.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі на підставі проведених аналітичних, експериментальних і шахтних досліджень вирішена актуальна задача по обгрунтуванню параметрів технології виймання вугілля з застосуванням гідроімпульсних установок при розробці тонких крутих пластів.

Основні практичні результати дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. Попередня розробка дуже тонких крутих пластів потужністю 0,5-0,7 м може забезпечити захист майже усіх викидонебезпечних пластів робочої потужності в Центральному районі Донбасу.

2. З урахуванням сучасних вимог з безпеки ведення робіт розробка дуже тонких крутих викидонебезпечних пластів у небезпечній зоні повинна здійснюватися спеціальною технікою і базуватися на технології нового технічного рівня і комплексної механізації основних технологічних процесів.

3. Тривалий етап створення і впровадження стругових установок із різноманітним принципом впливу виконавчого органа на вибій, а також різноманітними видами засобів притиснення виконавчого органа до вугільного масиву, не виявив істотних переваг одного виду перед іншими.

4. Використовуючи пружні опорно-направляючі елементи в технологічних схемах виїмки вугілля, у тому числі і з застосуванням гідроімпульсної установки, не можна розраховувати на постійну стабільну форму вибою. Форма вибою буде безупинно змінюватися, створюючи труднощі в керуванні, як безпосередньо установкою, так і бічними породами.

5. На якість провітрювання очисного вибою, обладнаного гідроімпульсною установкою, робить негативний вплив потік падаючого вугілля. В окремих випадках має місце перекидання вентиляційного струменя в очисному вибої.

6. При роботі гідроімпульсною установкою найбільш небезпечна зона напружено-деформованого стану масиву концентрується в 1,5-2,0 рази далі від вибою, чим при роботі очисних комбайнів, що є неодмінною умовою зберігання привибійного простору.

7. Гідроімпульсна установка є більш безпечним засобом виїмки викидонебезпечних пластів, чим будь-який інший вид виймальної техніки, тому що вугілля відбивається невеличкими порціями, поступово, що значною мірою знижує умови для миттєвого розвантаження напруг у гірничому масиві.

8. Практична корисність результатів роботи полягає у:

·

·

9. Розроблені параметри технології застосування гідроімпульсних установок використані при розробці технічних документів по експлуатації установки ГІУВ-1 на шахті ім. Гайового, а також галузевих нормативних документів:

· “

·

· “

Технічне завдання на машину бурову гідроімпульсну МБГІ-1 сприяло розвитку НДДКР у галузі технології і засобів проведення підняттєвих виробок на викидонебезпечних пластах.

Технологічні схеми використані шахтами Центрального району Донбасу при впровадженні засобів гідроімпульсної виїмки вугілля.

Впровадження результатів роботи має соціальний ефект у підвищенні безпеки робіт при виїмці надто викидонебезпечних крутих вугільних пластів.

Основні положення і результати дисертаційної роботи опубліковані в таких друкарських роботах:

1. Доронин А.Д., Махов В.Г., Попов М.Н. Расчет нагрузки на очистные забои, оборудованные гидроимпульсными установками, с учетом фактора проветривания // Геотехническая механика. – 2001. - №29. – С.205-207.

2. Гребенкин С.С., Шевченко М.Т., Махов В.Г. Анализ сил, действующих в системе “привод-выемочная машина” установок (комплексов) для выемки крутых пластов // Науковий вісник НГА України. – Дніпропетровськ: НГА України. – 2001. - №2. – С. 34-36.

3. Побережный О.В., Бурых Ю.В., Махов В.Г. Перспективы добычи, использования и переработки угольного метана // Известия Донецкого горного института. – Донецк: ДонНТУ. – 2001. - № . – С. 59-62.

4. Иванов В.Л., Махов В.Г., Мороз О.К. Гидравлическая закладка и рекомендации по расширению области ее применения //Технология подземной разработки и процессы горных работ в очистных забоях крутых и крутонаклонных пластов. – Донецк: Регион, 2000. – С. 252-327.

5. Технологические схемы применения гидроимпульсных установок в очистных забоях крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса: Утв. директором Госуглепрома Минтопэнерго Украины 12.11.2000 г. – Горловка: 2000. – 17 с.

6. Технологическая схема бурения восстающих скважин гидроимпульсной машиной МБГИ-1. Утв. Министерством топлива и энергетики Украины 21 октября 2001 г. – Горловка: 2001. – 11 с.

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві:

·

·

·

·

Здобувач В.Г. Махов

АНОТАЦІЯ

МАХОВ В.Г. Обгрунтування параметрів технології виїмки крутих пластів гідроімпульсними установками. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02 – підземна розробка родовищ корисних копалин. – Інститут фізики гірничих процесів НАН України, Донецьк, 2003.

У дисертації на основі аналітичних і експериментальних досліджень розроблені й обгрунтовані технологічні параметри виймання вугілля з застосуванням гідроімпульсних установок при розробці крутих пластів, у тому числі: розташування і форма вибою в площині пласта; силовий вплив на виконавчий орган виймальної машини при різноманітних конструктивних виконаннях установки; керування гірничим тиском і провітрювання вибою.

Обгрунтовані техніко-економічні параметри технології виймання крутих вугільних пластів дозволили розширити галузь застосування гідроімпульсних установок у складних гірничо-геологічних умовах.

Ефективність отриманих результатів полягає в збільшенні рівня механізації і підвищенні безпеки очисних робіт при розробці надто викидонебезпечних пластів.

Ключові слова: параметри технології, гідроімпульсна установка, привибійний простір, акустична емісія, провітрювання.

АННОТАЦИЯ

МАХОВ В.Г. Обоснование параметров технологии выемки крутых пластов гидроимпульсными установками. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.02 – подземная разработка месторождений полезных ископаемых. – Институт физики горных процессов НАН Украины, Донецк, 2003.

Анализ работ, посвященных разработке технических средств указанного способа выемки и технологических схем их применения, показал, что существует два независимых направления исследований, которые связаны между собой решением одной важнейшей производственной проблемы – повышение эффективности и безопасности разработки крутых угольных пластов, в том числе склонных к газодинамическим явлениям.

Цель первого направления – обеспечение эффективной разработки пластов при выполнении всех технологических процессов, а цель второго, соответственно, – обеспечение разработки угольных пластов с периодическим присутствием людей в очистном забое. В первом случае созданы способы и средства безлюдной выемки угля применительно к условиям разработки защитных пластов без детального исследования технологических особенностей тех или иных схем. Во втором – создано многообразие выемочной техники, обеспечивающей выполнение одного или двух основных технологических процессов без присутствия людей в очистном забое.

В диссертации на основе аналитических и экспериментальных исследований разработаны и обоснованы технологические параметры безлюдного извлечения угля с применением гидроимпульсных установок при разработке крутых пластов. Установлены аналитические зависимости, обосновывающие расположение и форму забоя в плоскости пласта, действие сил в системе “привод-выемочная машина” и др.

На основании обобщения опыта разработки пластов с применением гидроимпульсных установок эмпирическим путем получена зависимость для определения времени устойчивого обнажения призабойного пространства.

В результате наблюдений за сдвижением боковых пород в лавах, оборудованных гидроимпульсными установками, установлено, что боковые породы при выемке угля смещаются значительно меньше, чем при выемке отбойными молотками и очистными комбайнами. При этом, сближение вмещающих пород, а следовательно, и деформация угольного пласта носит более равномерный и плавный характер, чем при комбайновой выемке угля. Об этом свидетельствует изменение уровня акустической эмиссии при выемке выбросоопасных пластов в одних и тех же условиях.

В нормативной документации, регламентирующей порядок расчета параметров технологических схем по газовому фактору, влияние падающего угля в очистных забоях, оборудованных струговыми и гидроимпульсными установками, не нашло достаточного отображения.

Выполненные исследования позволили обосновать параметры проветривания участка, оборудованного гидроимпульсной установкой, в части влияния потока падающего угля, а также установить зависимость коэффициента неравномерности газовыделения из разрабатываемого пласта от времени работы установки по выемке угля.

Проверка степени влияния способа выемки угля на режим проветривания призабойного пространства в условиях шахты им. Гаевого показала, что при сравнительно одинаковом уровне добычи угля средняя величина метановыделения в молотковой лаве составила 5,4 м3/мин., а в лаве, оборудованной гидроимпульсной установкой соответственно – 4,6 м3/мин.

Разработанные параметры технологии применения гидроимпульсных установок использованы при разработке технической документации по эксплуатации установки ГИУВ-1 на шахте им. Гаевого, а так же отраслевых нормативных документов.

Ключевые слова: параметры технологии, гидроимпульсная установка, призабойное пространство, акустическая эмиссия, проветривание.

THE SUMMARY

MAKHOV  V.G. A substantiation of parameters of technology of a removing of abrupt coal seams by hydropulse installations. – Manuscript.

The thesis submitted for a candidate of technical science degree in the field 05.15.02. – underground development of deposits of minerals. – Institute Of Physics Mines Processes, Ukrainian National Academy of sciences Donetsk, 2003.

In the dissertation on the basis of analytical and experimental researches are developed and the technological parameters of extraction coal with application of hydropulse installations are reasonable by development of abrupt coal seams, including: an arrangement and form face in a plane of a coal-seam; force influence on the effected winning machine at various design features of installation; management of rock pressure and airing face.

The reasonable technical and economic parameters of technology of a removing of abrupt coal seams have allowed to expand range of application of hydropulse installations in difficult mining-geological conditions.

The efficiency of the received results consists in increase of a level of mechanisation and increase of safety of clearing works by development especially danger outburst of coal seams

Key words: parameters of technology, hydropulse installation, acoustic issue, airing.