Спосіб підвищення стійкості сполучень вертикальних шахтних стволів

Спосіб підвищення стійкості сполучень вертикальних шахтних стволів, що включає стандартний підхід до оцінки стійкості як показника безпечного стану ствола, класифікацію оцінки, що характеризується пошкодженнями кріплення в балах, від 1 (задовільний стан) до 3 (аварійний), з кроком 0,5 бала, який відрізняється тим, що проходку ствола і вибір оптимального району закладання його сполучень здійснюють із мінімалізації функціонала: 2 3 46542 4 В існуючому керівному нормативному докумеків, і наведено формули її розрахунку при провенті розглянуто стандартний підхід до оцінки стійкоденні очисних робіт поблизу запобіжних ціликів [2]. сті ствола, як показника безпечної експлуатації Оцінка стійкості (стану) ствола класифікується об'єкта, залежного від ряду геомеханічних чиннихарактеристикою пошкоджень кріплення в балах, наведеною в таблиці 1. Таблиця 1 Стан ствола Задовільний Деформації початкової стадії Деформації середнього ступеня Небезпечні деформації Аварійний Характеристика Можлива наявність окремих волосяних тріщин, інших незначних порушень негеомеханічного характеру Окремі тріщини у кріпленні розкриттям до 10мм, для армування - вигин провідників Системи тріщин розкриттям до 10мм, для армування - вигин провідників Крупні заколи, вивали кріплення на фоні системи тріщин; для армування - вигин провідників і розстрілів; необхідний капітальний ремонт кріплення й армування Необхідна безумовна зупинка ствола для капітального ремонту Необхідно відзначити, що, підбираючи параметри впливаючих чинників (наприклад: кріплення ствола, відстань до очисних робіт і т.д.), можна штучно змінювати результуючу оцінку ствола, тобто реально підвищувати стійкість ствола. Недоліком даного способу, взятого за прототип, є те, що використовувані залежності не повною мірою придатні для практичного застосування, оскільки вони не враховують (або враховують в неповному обсязі) цілий ряд специфічних чинників, які істотно впливають на стан кріплення (особливо сполучень стволів), а саме: характеристику кріплення, вплив міцнісних властивостей і шаруватої структури гірського масиву. В основу передбачуваної корисної моделі поставлено завдання розроблення способу підвищення стійкості сполучень вертикальних шахтних стволів, при якому, за рахунок вибору оптимального місця проходки ствола і закладання його сполучень залежно від фізико-механічних і структурних характеристик приствольного масиву, досягається технічний результат - підвищення стійкості сполучень ствола, що забезпечує безпечнішу експлуатацію ствола в цілому. Поставлене завдання розв'язується тим, що в способі підвищення стійкості сполучень вертикальних шахтних стволів, який включає стандартний підхід до оцінки стійкості, як показника безпечного стану ствола, класифікацію оцінки, що характеризується пошкодженнями кріплення в балах, від 1 (задовільний стан) до 3 (аварійний), з кроком 0,5 бала, відповідно до корисної моделі, проходку ствола і вибір оптимального району закладання його сполучень здійснюють із мінімалізації функціонала: a2 n R ci 1 R ci a1 0,025 i 1 Y a0 1 1 , R cp R cp де Y - оцінка стійкості району сполучення ствола; ai - коефіцієнти, що враховують тип кріплення; Н - глибина сполучення, м; Бал 1 1,5 2 2,5 3 RCi - міцність порід на стиснення і-го шару в масиві в районі сполучення ствола, МПа, RCi+1 - міцність порід на стиснення (у масиві) сусіднього шару, МПа; Rcp - середньозважена міцність порід на стиснення в районі сполучення ствола, що визначається за формулою n R Ci mi i 1 R cp n mi i 1 де m і потужність i-го шару порід в районі сполучення ствола, м. Пропонований спосіб заснований на тому, що останні дослідження й обстеження глибоких вертикальних шахтних стволів показують, що в переважній більшості випадків порушення кріплення й армування відбуваються в районах їх сполучень з примикаючими виробками. При цьому виявлено нові показники, що впливають на пошкодження кріплення сполучень. З цього можна зробити висновок, що оцінка стійкості сполучень буде точніше за загальну оцінку ствола, а отже, більш корисна для практичних потреб. Критерієм, на якому ґрунтується пропонований спосіб, є множинний кореляційно-регресійний аналіз результатів обстеження 156 сполучень стволів з виробками на горизонтах нижче 600м, який дозволив вивести залежність з вагомими статистичними показниками. Спосіб реалізують таким чином. Після виділення на основі геологічної розвідки можливого району розташування ствола розглядаються варіанти місця проходки ствола і його сполучень залежно від фізико-механічних і структурних характеристик приствольного масиву. Проходку ствола і вибір оптимального району закладання його сполучень здійснюють там, де оцінки стійкості сполучень ствола Y будуть мінімальні, тобто із мінімізації функціонала: 5 46542 6 вані порушення кріплення й армування (див. a2 n табл.1) у розрахованих районах, що дозволяє завR ci 1 R ci a1 часно вжити відповідних заходів із забезпечення 0,025 безпечної експлуатації об'єкта. Y a0 1 1 i 1 , R cp R cp Пропонований спосіб підвищення стійкості сполучень вертикальних шахтних стволів є надійним інженерним рішенням, при якому з'являється де ai - коефіцієнти, що враховують тип кріплення можливість керування напружено-деформованим (для бетону: a0=0,55, a1=2,98, а2=0,14; для залізостаном приствольного масиву порід, а отже, збібетону: а0=1,32, a1=0,86, а2=0,03Н); льшення стійкості сполучень ствола, що забезпеН - глибина сполучення, м; чує більш безпечну експлуатацію ствола в цілому. RCi - міцність порід на стиснення і-го шару (у Дане технічне рішення використано при видачі масиві) в районі сполучення ствола, МПа, рекомендацій з охороні і підтримання східного поRCi+1 - міцність порід на стиснення (у масиві) вітроподавального ствола №2 ОП «Шахта ім.О.Ф. сусіднього шару, МПа; Засядька». Rcp - середньозважена міцність порід на стисДжерела інформації нення в районі сполучення ствола, що визначаєть1. Указания по определению параметров и ся за формулою конструкций крепи вертикальных шахтных стволов и приствольных камер на больших глубинах в горn R Ci mi но-геологических условиях Центрального и Стаханово-Первомайского районов Донбасса [Текст]. R cp i 1 Л.: Печ. цех ВНИМИ, 1981. - 72с. n 2. Расположение, охрана и поддержание горmi ных выработок при отработке угольных пластов на i 1 шахтах. Методические указания [Текст]: КД де m і потужність і-го шару порід в районі сполу12.01.01.201-98. - Утв. Минуглепромом Украины чення ствола, м. 26.06.98. - Изд. офиц. - Донецк, 1998. - 149с. Відзначимо, що на підставі одержаних оцінок для всіх сполучень ствола судять про передбачу Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 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