Спосіб руйнування породного масиву високої міцності у вугільному пласті та установка для виконання випереджаючих послаблюючих свердловин

1. Спосіб руйнування породного масиву високої міцності у вугільному пласті, що включає комбайнову виїмку вугілля та породи, буріння в породному масиві ряду випереджаючих послаблюючих свердловин, виконаних на відстані одна від одної, який відрізняється тим, що випереджаючі послаблюючі свердловини виконують на локальних ділянках за усією довжиною породного масиву заданими послідовними циклами шляхом одночасного групового буріння, з утворенням максимально сконцентрованого руйнуючого впливу на питому одиницю площі вибою породного масиву, при цьому глибину послаблюючих свердловин виконують не меншою, ніж величина захвату комбайна, який руйнує ділянку породного масиву. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що випереджаючі послаблюючі свердловини виконують по поверхні локальної ділянки породного масиву рівнорозподілено або сконцентровано уздовж його межі, при цьому діаметр свердловини складає 2260 мм, а кількість свердловин на 1 м2 площі - 8-40. 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до вугільної промисловості, а саме до способів руйнування вугільних пластів з тривалими ділянками породних масивів високої міцності, що досягають до 100% потужності вугільного пласта, який руйнують, та може бути використаний в очисних вибоях з породними масивами міцністю 10 f 15 великої протяжності та потужності, а нижній поріг застосування по міцності порід f=7-8 (але економічне значення застосування способу зростає при збільшенні міцності), а також для буровибухових робіт (БВР), зменшенні міцності порід при проходженні виробки, при скороченні циклів послаблення міцності порід у порівнянні з циклами БВР, виконанні заходів по охороні підготовчих виробок, боротьбі із здиманням грунту, виконанні розвантажувальних свердловин по вугільних пластах та в інших гірничих технологіях. Відомі способи руйнування вугільних пластів з ділянками породних заміщень різної міцності (f=412, а по піщанику f=9-12 за шкалою Протод'яконова), які досягають від 40% до 100% потужності вугільного пласта, який відпрацьовують, та довжиною від 40м уздовж вибою, наприклад в лаві пласта d шахти "Червоноармійська - Західна" №1 в Донецькій області. Потужність пласта на цих ділянках складає 1,4-2,3м, але аналогічна проблема встає як на пластах менших, ніж 1,4м, так і на пластах більших, ніж 2,3м. Для розробки таких пластів застосовують декілька технологій. При міцності заміщуючих порід з f 6 за шкалою Протод'яконова, породні ділянки відпрацьовують комбайном із посиленим механізмом різання, а також застосуванням на деяких типах комбайнів спеціальних знімних виконавчих органів. У такий спосіб в лаві працюють два комбайни: один - по вугіллю, а інший (з посиленим виконавчим органом) - по вийманню породних ділянок, а також може працювати як на вугільній, так і на змішаній вугільно-породній ділянках, з "присіканням" бокових порід, у випадку коли його потужність забезпечує працездатність, а питома витрата різців (зубків) відповідає допустимим для собівартості виїмки межам. Як показала практика, використання комбайнових технологій на багатьох шахтах України, Росії, Німеччини, Польщі, Чехії, Китаю та ін., в тому числі сучасних потужних очисних комбайнів від кращих європейських виробників (JOY, Eickhoft, Famur, T. Machinery , ДВТ та ін.) не забезпечує виїмку більш-менш потужних породних масивів з міцністью f 6. Зараз у світовій практиці при проходженні породних масивів, насамперед - пісковиків, у тому числі з міцністю f 6, використовують буровибухові роботи, які разом із комбайновою виїмкою вугільних ділянок, забезпечують відпрацювання лав практично з будь-якими за довжиною та потужністю ділянок породних масивів. Недоліками цього способу є термін часу робочого циклу БВР на потужних ділянках породних масивів великої довжини, що перевищує термін робочого циклу виїмки вугільних ділянок комбайнами, а отже приводить до простою комбайнів та підвищенню собівартості видобутого вугілля. 90399 4 Відомі також способи та пристрої для послаблення міцності вугільного, породного або породновугільного масивів. Відомі способи послаблення породних заміщень у вугільних пластах очисними вугільними та прохідницькими комбайнами з ланцюговими ріжучими барами, які спроможні прорізати глибоку протяжну щілину у вугільному масиві. В очисних комбайнах УКШ-1, К-55 та інших, із шнековим виконавчим органом, встановлений додатковий ріжучій бар, що виконує випереджаючий вруб ріжучим ланцюгом. В комбайнах "Шахтар", "Кіровець", Донбас-1", "Донбас-2", КР-2, ЛГД-1 та інших встановлені кільцеві бари. В комбайні ЛГД-2 виконавчий орган виконаний у вигляді поєднання кільцевого бара з вибійною штангою, ріжучими дисками та плоским відрізним баром, в комбайні КР-2 положення верхньої штанги з дисками регулюється домкратами відносно нижнього кільцевого бара [Б.Л. Давидов, Б.А. Скородумов, Розрахунок та конструювання вугледобувних машин. Μ.: Державне науковотехнічне видавництво літератури у гірничій справі, 1963р., c. 122]. До недоліків відомих способів, що виконуються відомими пристроями, відноситься те, що ріжучі бари можуть послаблювати тільки вугільні пласти та невеликі породні включення в них. Відомий спосіб виконання системи розвантажувальних свердловин бурильним верстатом "Старт" виробництва ВАТ "Ново-Горлівский завод". Системи розвантажувальних свердловин бурять в стінках підготовчих виробок по вугільному пласту діаметром 250-300мм з кроком 300-500мм, глибиною 8-10м на ділянці пропорційній кроку посування лави за добу для запобігання здиманню грунтa, пропорційно посуванню лави та розвантаженню масиву від високого гірничого тиску [Прогресивні паспорта кріплення, охорони та підтримки підготовчих виробок при безціликовій технології відпрацювання вугільних пластів, Л.: ВНДМІ, 1984]. Недоліками відомого способу є неможливість сконцентрованого одночасного групового буріння буровими пристроями, у т. ч. потужною буровою установкою "Старт" в лавах, які мають породне заміщення вугільного пласта. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб відбою гірничих порід, що включає утворення додаткової вільної поверхні шляхом проведення випереджаючої заходки, буріння в блоці ряду свердловин, розрив гірничої породи в цих свердловинах блока з наступним його пошаровим відривом на додаткову вільну поверхню, при цьому свердловини бурять на глибину, яка дорівнює або перевищує одну четверту частину глибини випереджаючої заходки, заповнюють їх пластичною речовиною та шляхом витиснення її із свердловини формують тріщини розриву у заданому напрямку в площині, що перпендикулярна до площин покрівлі та грунту виробки, свердловини бурять на відстані, яка не перевищує одну десяту частину глибини випереджаючої заходки, а відстань свердловин від покрівлі та грунту приймають однаковою [Патент 5 на винахід РФ №2266408, кл. Е21С37/02, опублікований 20.12.2005]. До недоліків відомого способу відносяться невисока продуктивність, неможливість сконцентрованого буріння послабляючих шпурів за усією довжиною породного масиву, висока вартість добутого вугілля. Відома установка для буріння гірничих порід в відземних виробках, що містить платформу з колісними парами, маніпулятори з бурильними машинами та пристрій для фіксації установки на платформі [Авторське свідоцтво СРСР №1742420, кл. Е21С11/02, опубліковане 23.06.1992]. Недоліками відомої установки є неможливість її встановлення у обмеженому просторі видобувної лави. Найбільш близьким за технічною суттю до установки для буріння випереджаючих послабляючих свердловин, що виконує спосіб, є ультралегкі лафети DHL40, що встановлені на ходовому візку та постачені головками обертально-ударної або ударно-обертальної дії з механізмами подачі, пристроями регулювання лафетів у просторі, лафети містять систему керування, трубопроводи живлення, буровий інструмент. Ультралегкі лафети встановлюють в очисних виробках, наприклад для підготовки демонтажних камер. Поруч з лавними установками, наприклад виробництва англійської фірми ARO Mining Equipment серії Rib Bolter 5500, яка комплектується одним, а частіше двома бурильними агрегатами, рознесеними у горизонтальній площині уздовж одного борта на міжцентрову відстань 3013,7мм та працює з бортів лавного конвейєра, з можливістю його переміщення за довжиною лави. Габарити установки 3455мм 1670мм 1011мм, що дозволяє використовувати її тільки на пластах великої потужності [Ультралегкі лафети DHL 40 фірми Deelmann Haniel mining systems, Німеччина, Дортмунд, проспект]. Недоліками відомих ультралегких лафетів є великі габарити, що не дозволяє їх встановлювати в малопотужних лавах шахт України, можливість буріння тільки у вугільних пластах, неможливість сконцентрованого одночасного групового буріння ними на локальних ділянках породних масивів за усією поверхнею масиву. В основу винаходу поставлене завдання удосконалення способу руйнування породного масиву високої міцності у вугільних пластах, в якому виконання випереджаючих послаблюючих свердловин на локальних ділянках за усією довжиною породного масиву одночасним груповим сконцентрованим бурінням завданими послідовними циклами, шляхом одночасного групового буріння, з утворенням максимального сконцентрованого руйнуючого впливу на питому одиницю вибою породного масиву, виконання глибини свердловин не меншою, ніж величина захвата комбайна, забезпечують випереджаюче послаблення міцності породного масиву, цим забезпечується підвищення продуктивності видобування вугілля в складних гірничо-геологічних умовах, зменшення його собівартості. 90399 6 В основу винаходу поставлене завдання удосконалення установки для буріння випереджаючих послаблюючих свердловин, в якій встановлення бурових лафетів в різних по висоті рівнях та максимально сконцентровано в лінійний ряд, що чергується, з можливістю задавального групового буріння з кожного рівня, для концентрації впливу на одиницю площі, забезпечує одночасне групове сконцентроване буріння задавальними циклами, що чергуються, цим забезпечується послаблення міцностіпородного масиву, підвищення продуктивності видобування вугілля, зменшення його собівартості. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі руйнування породного масиву великої міцності у вугільному пласті, що включає комбайнову виїмку вугілля та породи, буріння в породному масиві ряду випереджаючих послаблюючих свердловин, виконаних на відстані одна від одної, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: - випереджаючі послаблюючі свердловини виконують на локальних ділянках уздовж усього породного масиву послідовними циклами шляхом одночасного групового буріння завданими послідовними циклами, з утворенням максимально сконцентрованого руйнуючого впливу на питому одиницю площі вибою; - глибину свердловини виконують не меншою, ніж величина захвату руйнуючого породний масив комбайна. Крім того, випереджаючі послаблюючі свердловини виконують на поверхні локальної ділянки породного масиву рівнорозподілено або сконцентровано уздовж її межі, при цьому діаметр свердловини дорівнює 22-60мм, а кількість свердловин на 1м2 площі - 8-40; довжину локальної ділянки беруть не меншу фіксованої величини робочого ходу механізму подачі руйнуючого комбайна; у разі безперервної подачі руйнуючого комбайна на локальні ділянки породного масиву, довжину ділянки беруть не меншою, ніж така, що дорівнює 0,51,5 діаметра виконавчого органа комбайна; випереджаючі послаблюючі свердловини на локальній ділянці породного масиву виконують спереду руйнуючого комбайна або спереду та позаду. Спосіб виконується установкою для утворення випереджаючих послаблюючих свердловин, що містить встановлені шарнірно на ходовому візку бурові лафети з головками обертально-ударної або ударно-обертальної дії, які постачені гідравлічними або пневматичними механізмами подачі бурового інструменту та механізмами переміщення (повороту) у вертикальній площині бурових лафетів, виконаних переважно у вигляді пневмо- або гідроциліндрів, систему керування, комутуючі трубопроводи живлення, буровий інструмент, згідно з винаходом передбачені наступні конструктивні відміни: - бурові лафети встановлені в різних по висоті рівнях та максимально сконцентровані в лінійний ряд, що чергується, в одному або в різних по висоті рівнях; - бурові лафети встановлені з можливістю групового буріння, що може задаватись лафетами в 7 кожному рівні, для концентрації руйнуючого впливу на питому одиницю площі вибою. Крім того, установка містить переважно 6-12 бурових лафетів; при встановленні бурових лафетів в одному рівні, вони шарнірно закріплені на спільному підтримуючому пристрої; на початку або в кінці однорівневого ряда бурових лафетів, на додатковому підтримуючому пристрої встановлена в різних рівнях додаткова пара лафетів, кожен з яких виконаний з можливістю регулювання у просторі.. Спосіб пояснюється схемою роботи бурової установки (Фіг.1), на якій позначені вугільний пласт 1, породний масив 2, комбайн 3 руйнування масиву 2, очисний комбайн 4, установка 5 групового буріння №1, що встановлена спереду комбайна 3, установка 6 групового буріння №2, що встановлена позаду комбайна 3, секції кріплення 7, лавний конвейєр 8, випереджаючі послаблюючі свердловини 9, що пробурені установкою №1, послаблюючі свердловини 10, що пробурені установкою №2. Установки №1, №2 встановлені на ходовому візку 11, що закріплений на лавному конвейєрі 8. Спосіб виконують установкою для буріння №1 випереджаючих послаблюючих свердловин, також можливе встановлення позаду комбайна 3 установки №2, на закріплених на візку 11 (Фіг.2) підтримуючих пристроях 12 шарнірно закріплені бурові лафети 13, з головками 14 обертально-ударної або ударно-обертальної дії. Головки 14 зв'язані рухомо з направляючими 15 механізмів подачі 16. В кожній головці 14 встановлений буровий інструмент 17, діаметр якого, переважно 25-45мм, а довжина - достатня для буріння свердловин, але не менша, ніж величина захвата комбайна (800мм). Головки 14 комутуються з магістраллю стиснутого повітря, електропривід (не показаний) візка 11 живиться від окремого електричного кабеля, кожний лафет 13 має можливість переміщення бурового інструменту 17 у двох площинах: вертикальній індивідуальним домкратом (не показаний) та горизонтальній - одночасно групою разом з ходовим візком 11. Бурові лафети 13 можуть бути встановлені в ряд, що чергується, утворений з одиноких в одному рівні та здвоєних у двох рівнях лафетів, зсунутих один до одного з мінімальними монтажними та робочими зазорами. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на: Фіг.1 - зображена схема роботи бурових установок в лаві з двома комбайнами; Фіг.2 - багаторядна (у даному випадку двохрядна) установка групового буріння, що встановлена на конвейєрі очисного комплексу спереду комбайна; Фіг.3 - однорядна в одному рівні установка групового буріння, що встановлена на конвейєрі очисного комбайна спереду комбайна; Фіг.4 - схема першого циклу чергуючогося дворівневого та однорівневого буріння послаблюючих свердловин при багаторазовому сконцентрованому руйнуючому впливі бурової установки на питому одиницю площі вибою породного масиву 90399 8 вугільних пластів середньої потужності та потужних; Фіг.5 - схема другого циклу буріння послаблюючих свердловин та їх руйнуючого впливу на потужних пластах; Фіг.6 - третій цикл буріння послаблюючих свердловин та їх руйнуючого впливу на потужних пластах; Фіг.7 - четвертий цикл буріння послаблюючих свердловин та їх руйнуючого впливу на потужних пластах; Фіг.8 - п'ятий цикл буріння послаблюючих свердловин та їх руйнуючого впливу на потужних пластах; Фіг.9 - перший цикл буріння на глибині породного масиву 500-750мм; Фіг.10-13 - другий - п'ятий цикли буріння послаблюючих свердловин та їх руйнуючого впливу на потужний пласт при бурінні породного масиву у глибину 500-750мм; Фіг.14-15 - перший та п'ятий цикли впливу бурінням послаблюючих свердловин на питому одиницю площі породного масиву тонких пластів однорівневим рядом бурових лафетів; Фіг.16-17 - перший та п'ятий цикли за Фіг.1415, але на відстані у глибину породного масиву 500-750мм; Фіг.18-19 - перший та п'ятий цикли впливу бурінням послаблюючих свердловин на тонкий пласт породного масиву однорівневим рядом бурових лафетів та дворівневою парою бурових лафетів в кінці ряду, що бурять уздовж торця ділянки; Фіг.20-21 - перший та п'ятий цикли впливу за Фіг.18-19 при бурінні у глибину 500-750мм; Фіг.22 - буровий лафет, вид збоку; Фіг.23 - буровий лафет, вид зверху; Фіг.24 - буровий лафет, вид спереду; Фіг.25 - загальний вигляд дворівневої установки; Фіг.26 - дворівнева установка , вид збоку завального простору; Фіг.27 - дворівнева установка, вид збоку привибійного простору; Фіг.28 - розріз за А-А Фіг.25; Фіг.29 - однорівнева установка, загальний вигляд; Фіг.30 - однорівнева установка, вид збоку завального простору; Фіг.31 - однорівнева установка, вид збоку привибійного простору; Фіг.32 - розріз за Б-Б Фіг.29; Фіг.33 - однорівнева установка з парою лафетів, розташованих в кінці або напочатку ряда у різних рівнях; Фіг.34 -однорівнева установка, вид збоку завального простору; Фіг.35 - однорівнева устаоновка, вид збоку призабійного простору; Фіг.36 - розріз по В-В Фіг.33. Спосіб виконують наступним чином. Спосіб виконують за допомогою бурових установок (Фіг.25-33). Установка для виконання способу (Фіг.25-28) дворівнева призначена для послаблення породних масивів на середніх та потужних пластах, на установці бурові лафети 13 розміщені 9 у чергуючомуся ряді в одному та двох рівнях. Найбільш сприятлива схема буріння такою установкою рівнорозподільна (Фіг.4-13). Виконання установки групового буріння (Фіг.29-32) з розміщенням бурових лафетів в одному рівні дозволяє послаблювати породні масиви на тонких пластах, при цьому зменшується кількість бурових лафетів 13, спрощується система керування установкою. Найбільш сприятливими для виконання схеми буріння цієї установки - неповна периферійно-контурна (Фіг.14-17) та рівнорозподільна (Фіг.4-13). Установка для буріння (Фіг.33) зберігає усі переваги установки для буріння на тонких пластах та полегшує утворення послаблюючих свердловин по повній периферійно-контурній схемі. В установці в кінці або на початку лафетного ряду, на окремій підтримуючій конструкції встановлені у двох рівнях пара буровихлафетів 13 з індивідуальними пристроями регулювання положення лафетів у просторі. В залежності від напрямку руху комбайна у вибої, дворівнева пара лафетів бурить свердловини в найвіддаленішій зоні вибою, на периферії кожної локальної ділянки, поєднуючи верхню та нижню зони в одну спільну зону послаблення відповідно повній периферійно-контурній схемі. При встановленні у вибої двох бурових установок №1, 2, одна з них (№1) розташовується спереду вугледобувного комбайна, а інша (№2) - за ним, причому бурильні установки №1, 2 встановлені на рамі лавного конвейєра 8 та пересуваються уздовж неї відносно комбайна за допомогою ходових візків 11. Конвейєр 8 при робочому ході присунутий до забою породного масиву 2, але після проходу комбайна між вибоєм та конвейєром утворюється відстань величиною 0,8м (величина захвату комбайна). Бурова установка №1, що встановлена спереду комбайна, виконує випереджаючі послаблюючі свердловини 9, а бурова установка №2, що встановлена позаду комбайна, бурить послаблюючі свердловини 10 для комбайна, які використають під час наступного робочого ходу. На бурильних установках №1, 2 бурові лафети 13 компонують в різних по висоті рівнях, максимально сконцентровано в лінійний чергуючийся ряд одиноких та здвоєних у двох рівнях, присунутих один до одного з утворенням мінімальних монтажних зазорів. Буріння свердловин 9, 10 виконують послідовними циклами, одночасно усіма буровими лафетами 13. В залежності від умов, потрібне послаблення породного масиву може передбачати від 3-х до 5-ти повних циклів (в окремих випадках і більше), що передбачає виконання від 22 до 60, а інколи і більше послаблюючих свердловин діаметром до 45мм (в деяких особливих умовах до 6070мм) на глибину неменше ніж 0,8м за період 78,5 хвилин. Бурильна установка №2 може бурити свердловини 10 на глибину до 1600мм, готуючи для комбайна послаблені локальні ділянки на 2 захвати (2 виїмочних цикли). Перший та другий цикли буріння (Фіг.4, 5) виконуються з однієї позиції, без переміщення лафетів 13 уздовж вибою, при цьому 90399 10 лафети 13 закріплені на візку 11 нерухомо. Перехід від позиції 1 (Фіг.4), коли вибурюють 12 свердловин, до позиції 2-12 свердловин другого циклу ,виконують переміщенням лафетів 13 з бурильними головками 14 у вертикальній площині, крок переміщення залежить від завданого паспорту буріння, який залежить від параметрів вибою породного масиву, міцності масиву, потужності вугільного пласта, обраної паспортної схеми, наприклад рівнорозподіленої (Фіг.4-8), повної периферійно-контурної (Фіг.14-15) або неповної периферійно-контурної (Фіг.18-19). Бурові лафети 13 виконують свердловини 9, 10 по всій площі поверхні породного масиву під різними кутами. Третій та четвертий цикли (Фіг.6, 7) буріння свердловин 9, 10 виконують після переміщення візка 11 з лафетами 13 уздовж вибою на один крок, довжина якого також залежить від обраної паспортної схеми при конкретних параметрах масиву та вугледобувної лави. Крок обирається з можливістю максимальної послаблюючої дії на міцність масиву, а тому координати свердловин 9, 10 обирають таким чином, щоб збільшити їх концентрацію на питому одиницю породного масиву, що руйнують, зменшуючи відстань між вже пробуреними свердловинами в горизонтальній та/або вертикальній площині. Свердловини 9, 10 третього та четвертого циклів з кожної бурової установки (№1, 2) бурять також усіма буровими лафетами одночасно, з однієї зафіксованої позиції на конвейєрі 8. Для виконання п'ятого циклу (Фіг.8) буріння установки №1, 2 переміщують уздовж вибою ще на один крок, величина якого дорівнює кроку попереднього переміщення установок №1, 2, і закріплюють візок 11 відносно конвейєра 8. Координати буріння також обираються для максимального послаблення породного масиву та максимальної концентрації свердловин 9, 10 на питому одиницю поверхні породного масиву. Для усіх схем буріння (Фіг.5-13) кути інструменту відносно вибою породного масиву (а отже і кути свердловин 9, 10) в різних циклах та рівнях будуть різними, але вплив цієї обставини на руйнування масиву незначний, якщо додержуватися максимальної, відносно рівномірної концентрації послаблюючих свердловин 9, 10 на питому одиницю вибою породного масиву. Уздовж зони сполуки поверхні породного масиву з грунтом при бурінні свердловин 9, 10 може утворюватися вузька "мертва" (без свердловин) зона, яка утворюється під час буріння буровим інструментом 17 під кутами до поверхні породного масиву. На глибині буріння масиву 500-750мм від поверхні вибою (Фіг.9-13, 16-17, 20-21) свердловини 9, 10 досягають зони сполуки вибою з грунтом та перетинають її при подальшому бурінні. Відхилення координат свердловин 9, 10 нижнього рівня від перпендикуляра по відношенню до поверхні вибою породного масиву зміщує на віддалені глибинні кордони захвату виконавчого органа найбільш послаблену нижню локальну глибинну зону. В заявленому способі, по-перше, виконують одночасний груповий послаблюючий вплив руйнування, максимально сконцентрований на мініма 11 льній площі локальної породної ділянки (сукупність яких утворює породний масив) послідовними циклами, що чергуються, по-друге послаблюючий вплив системно пробуреної сукупності вже пробурених послаблюючих свердловин. Перший фактор інтенсифікує та розширює зони тріщинуватостіі та руйнування масиву на кожній локальній ділянці, послаблюючи породний масив в цілому, другий фактор - послаблює масив сполученням множинної сукупності орієнтованих - уздовж та у глибину забою центрів послаблення, в тому числі, концентровано уздовж кордонів локальних ділянок, що руйнують, які є одночасно центрами концентрації напруження і центрами послаблення зон тріщинуватості, після чого проходить вугледобувний комбайн, під потужним впливом зусилля подачі і руйнуючих ударів різців виконавчого органу якого на послаблену локальну ділянку породного масиву, в ньому утворюються власні центри напруження та концентрації, які взаємодіють та посилюють напруження в центрах концентрації від послаблюючих свердловин, нові та існуючі зони тріщинуватості множаться, посилюються та розпадаються, потрібні зусилля виконавчого органу по руйнуванню породного масиву забою зменшуються. Величина послаблення породного масиву складає від 2 до 5, а інколи і більше, одиниць за шкалою Протод'яконова, що дає можливість збільшення робочої швидкості вугледобувного комбайна (пристосованого до руйнування породних масивів), в залежності від початкової міцності заміщуючих породних масивів переважно в 1,5-3 рази. Приклад 1. Експериментальне буріння свердловин 9, 10 для виявлення послаблюючого впливу на породний масив проводилось у лаві на пласті середньої потужності - 1,9м. Основу породного масиву складав пісковик з включенням алевроліту, міцність пласта f=9-10. Буріння послаблюючих випереджаючих свердловин 9, 10 проводилося послідовними циклами, чотирма і шістьма бурильними головками 14 легких бурових лафетів 13, візок 11 яких встановлений на рамі лавного конвейєра 8. Узятий діаметр бурового інструмента 7 32мм, довжина локальних ділянок породного масиву лави, на яких бурять свердловини 9, 10, складала 2,2-2,5м, 5м та 10м, глибина буріння - 800-900мм. Буріння свердловин 9,10 проводилося із зсувом на півкроку за довжиною та висотою вибою, кількість вибурених свердловин від 36 до 60, швидкість буріння однієї свер 90399 12 дловини - 7-8,5 хвилин, буріння свердловин виконували під різними кутами нахилу осі інструмента 17 бурових лафетів 13 до поверхні породного масиву вибою від 45° до 90°. Після завершення 5-ти послідовних циклів буріння на локальних ділянках довжиною 4,5-5м запускався вугледобувний комбайн з енергоозброєністю виконавчого органа 250кВт та двох механізмів подачі 2 32кВт. Під час роботи комбайна по послабленому породному масиву замірювалася швидкість його переміщення, загальний термін часу буріння послаблюючих свердловин, при цьому швидкість переміщення комбайна порівнювалася із швидкістю комбайна при буровибухових роботах по послабленню породного масиву. Встановлено, що з приміненням інтерполяції параметрів під час проходження ділянок породного масиву довжиною 5 та 10м випереджаючими послаблюючими свердловинами, при довжині породного масиву 100м, термін його проходження комбайном склав 350-400 хвилин, а при проведені БВР - 984 хвилини (враховувався тільки термін часу циклу БВР). Приклад 2. Аналогічно прикладу 1 випереджаючі послаблюючі свердловини виконували на тонких пластах 1,1-1,45м. Послаблюючі свердловини 9, 10 виконували по повній та неповній периферійноконтурним схемам. Експеримент показав, що послаблення породного масиву на 2-3 одиниці за шкалою Протод'яконова досягається при бурінні скважин за повною периферійно-контурною схемою, яка на 15-20% ефективніша неповної периферійно-контурною, яка, в свою чергу, може бути ефективною при меншій міцності породного масиву. Таким чином, швидкість проходки породних масивів із застосуванням способу виконання випереджаючих послаблюючих свердловин більша у 2 рази у порівнянні із швидкістю проходки без випереджаючого послаблення породного масиву із застосуванням БВР, а швидкість подачі комбайна зростає у 3,5-4 рази, отже, реальне випереджаюче послаблення породного масиву f=3-4 одиниці. Разом з цим, зменшується знос та верхній поріг руйнівних навантажень на трансмісії вугледобувного комбайна, а отже - і потрібна величина запасу міцності найбільш навантажених конструктивних елементів. 13 90399 14 15 90399 16 17 90399 18 19 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 90399 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601