Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова
В статті наведено аналіз проблем забезпечення стійкості протяжних виробок в умовах шахти ім. В.М. Бажанова» ДП «Макіїввугілля» та сформульовані напрямки їх вирішення....
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31448 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова / А.Б. Олексюк, В.В. Раскидкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2007. — Вип. 73. — С. 182-187. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-31448 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-314482012-03-09T12:19:12Z Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова Олексюк, А.Б. Раскидкин, В.В. В статті наведено аналіз проблем забезпечення стійкості протяжних виробок в умовах шахти ім. В.М. Бажанова» ДП «Макіїввугілля» та сформульовані напрямки їх вирішення. In the article the analysis of providing stability to main mine workings problems in the conditions of V.M. Bazhanov mine are shown and directions of their decision are formulated. 2007 Article Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова / А.Б. Олексюк, В.В. Раскидкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2007. — Вип. 73. — С. 182-187. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31448 622.261.27 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В статті наведено аналіз проблем забезпечення стійкості протяжних виробок в умовах шахти ім. В.М. Бажанова» ДП «Макіїввугілля» та сформульовані напрямки їх вирішення. |
| format |
Article |
| author |
Олексюк, А.Б. Раскидкин, В.В. |
| spellingShingle |
Олексюк, А.Б. Раскидкин, В.В. Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова Геотехническая механика |
| author_facet |
Олексюк, А.Б. Раскидкин, В.В. |
| author_sort |
Олексюк, А.Б. |
| title |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова |
| title_short |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова |
| title_full |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова |
| title_fullStr |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова |
| title_full_unstemmed |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова |
| title_sort |
проблемы поддержания выработок на шахте им. в.м. бажанова |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України |
| publishDate |
2007 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31448 |
| citation_txt |
Проблемы поддержания выработок на шахте им. В.М. Бажанова / А.Б. Олексюк, В.В. Раскидкин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2007. — Вип. 73. — С. 182-187. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT oleksûkab problemypodderžaniâvyrabotoknašahteimvmbažanova AT raskidkinvv problemypodderžaniâvyrabotoknašahteimvmbažanova |
| first_indexed |
2025-07-03T11:54:10Z |
| last_indexed |
2025-07-03T11:54:10Z |
| _version_ |
1836626635043897344 |
| fulltext |
182 Выпуск № 73
УДК 622.261.27
Олексюк А.Б., горный инженер,
ОП «Шахтоуправление им. В.М. Бажанова»
ГП «Макеевуголь», г. Макеевка
Раскидкин В.В., горный инженер,
ОП «Шахтоуправление им. В.М. Бажанова»
ГП «Макеевуголь», г. Макеевка
ПРОБЛЕМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ВЫРАБОТОК НА ШАХТЕ
ИМ. В.М. БАЖАНОВА
В статті наведено аналіз проблем забезпечення стійкості протяжних виробок в умовах
шахти ім. В.М. Бажанова» ДП «Макіїввугілля» та сформульовані напрямки їх вирішення
PROBLEMS OF MINING WORKS KEEPING ON V.M. BAZHANOV M INE
In the article the analysis of providing stability to main mine workings problems in the condi-
tions of V.M. Bazhanov mine are shown and directions of their decision are formulated
Введение. На современном этапе угольная промышленность остается важ-
нейшей составляющей топливно-энергетического комплекса Украины. Значи-
тельные запасы угля, развитая инфраструктура регионов, высококвалифициро-
ванные кадры позволяют обеспечить энергетическую безопасность государства.
Кроме тепло- и электроэнергетики одной из наиболее важных отраслей являет-
ся металлургия, в которой незаменим основной компонент коксохимического
производства – уголь.
Добыча коксующегося угля в Украине сосредоточена на шахтах Централь-
ного района Донбасса, который характеризуется большими глубинами ведения
горных работ, сложными горно-геологическими условиями.
Как показывает опыт ведения горных работ на шахте им. В.М. Бажанова ГП
«Макеевуголь», применение мер охраны и поддержания капитальных вырабо-
ток не снимает задачи обеспечения их устойчивости: наблюдается пучение по-
род почвы, что требует проведения неоднократных подрывок вспученных по-
род с задалживанием на эти работы значительных людских, материальных и
финансовых ресурсов.
Целью настоящей статьи является анализ существующих проблем, связан-
ных с поддержанием горных выработок на шахте им. В.М. Бажанова, и форму-
лирование возможных путей их решения.
Основная часть. Шахта им. В.М. Бажанова входит как структурная едини-
ца в состав ГП «Макевуголь». Кроме нее, в состав ГП в форме обособленных
подразделений(ОП) входят еще восемь шахт:
– Шахта «Калиновская-Восточная» (вместе с шахтой им. Бажанова – в со-
ставе ОП «Шахтоуправление им. В.М. Бажанова»);
– Шахта «Холодная Балка»;
– Шахта им. В.И. Ленина;
– Шахта «Чайкино»;
– Шахта «Бутовская»;
"Геотехническая механика" 183
– Шахта им. C.М. Кирова;
– Шахта «Ясиновская-Глубокая»;
– Шахта «Северная».
Шахта им. В.М. Бажанова является устойчиво работающим предпритяием,
ежегодно перевыполняющим плановое задание (рис. 1), только в 2006 году по-
казатели добычи снизились из-за пожара.
Рис. 1. – Динамика объемов добычи угля по шахте им. В.М. Бажанова
Поле шахты расположено на территории Центрально-Городского района
г. Макеевки Донецкой области Украины. По геологическому районированию
поле шахты находится в Донецко-Макеевском геолого-промышленном районе
Донбасса.
Осадочные отложения, слагающие недра, представлены породами верхнего
и среднего карбона свит С3
1 и С2
7 толщей переслаивающихся песчаников, алев-
ролитов, аргиллитов, известняков, углей и углистых аргиллитов, которые пере-
крыты покровными отложениями четвертичного возраста.
Углы падения пород преимущественно пологие 4-150. Общее моноклиналь-
ное залегание пород осложнено надвигами с амплитудами от 5-15 до 31-170 м,
получившими распространение вблизи технических границ шахтного поля и за
его пределами.
Размеры шахтного поля: по простиранию – 11км, по падению – 3,9-7,0 км;
ниже гор. 1100 м : по простиранию – 9 км, по падению – 2-3 км.
В настоящее время на шахте отрабатываются запасы пласта m3. Для пласта
характерно двухпачечное строение. Верхняя угольная пачка с мощностью 0,05-
0,15 м отделена прослоем аргиллита мощностью 0,04-0,17 м от нижней уголь-
ной пачки мощностью 1,36-1,54 м. Иногда верхняя угольная пачка замещена
сланцем углистым мощностью 0,3 м.
Пласт имеет довольно высокую общую мощность – 1,61-1,91 м. Эксплуата-
ционная зольность – 18,6-23,0%, пластовая зольность – 7,9-16,5%, общая сера –
2,5-2,9%.
0
200 000
400 000
600 000
800 000
1 000 000
1 200 000
1 400 000
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
годы
д
о
б
ы
ч
а
в
г
о
д
,
т
факт
план
184 Выпуск № 73
Непосредственная кровля повсеместно представлена аргиллитом (предел
прочности на сжатие 30-40 МПа), который по опыту ведения горных работ ха-
рактеризуется как малоустойчивый Б3, иногда среднеустойчивый Б4. Однако, в
зонах тектонических подвижек при сочетании сколовых трещин с послойными
кровля ослаблена и возможны вывалы от 0,3 м до 4,0 м.
Для поля шахты характерно развитие мелкоамплитудной тектоники. Нару-
шения с амплитудами до 1,0-1,5 м значительных осложнений не вызывают. При
амплитуде нарушения 1,5 м и более (до 7,2 м) определяются и оконтуриваются
сложные для эксплуатации зоны, которые в дальнейшем списываются как не-
целесообразные для отработки по горно-геологическим условиям. Особенно
это характерно для восточной части шахтного поля, для участков шахтного по-
ля находящихся в зоне влияния Западного надвига и его Ветви.
Вблизи Чайкинской и Бурозовской флексур, а также в центре шахтного поля
будут наблюдаться осложнения в виде «ложной» кровли мощностью до 0,40-
0,50 м и куполения. Ложная кровля обусловлена в основном поверхностями
скольжения по наслоению, в единичных местах - расслаиванием верхней части
пласта на 5-6 пачек.
Кроме того, возможны частичные (до 0,8-0,10 м), реже – полные размывы
угольного пласта с замещением его рыхлыми перемятыми аргиллитами. Шири-
на таких размывов колеблется от десятков сантиметров до 3-5 м, протяжен-
ность составляет от 2-5 до 50-100м.
В местах «ложной» кровли и частичных размывов кровля весьма неустойчи-
вая (Б1), обрушается на высоту до 3,0 и более метров.
Основная кровля представлена легкообрушающимся (А1) аргиллитом. Пре-
дел прочности на сжатие 30-50 МПа.
Почва представлена в основном алевролитом, в верхней части мощностью
0,20-0,70 м «кучерявой» текстуры, характеризуется как слабо- и среднеустой-
чивая (П2, П3). Предел прочности на сжатие 30-60 МПа.
В целом условия отработки пласта являются сложными из-за наличия в
кровле малоустойчивых и неусточивых пород, зон размывов, трещиноватости,
наличия малоамплитудной нарушенности, сопровождающейся интенсивными
газодинамическими явлениями. А учитывая большую глубину залегания, высо-
кую температуру горных пород, условия отработки пласта m3 следует отнести к
весьма сложным.
Вскрытие второй очереди шахты осуществлено на горизонте 1012 м двумя
вертикальными (клетевым №2 и скиповым №1) стволами, а также центрально -
отнесенным вентиляционным стволом №5 на горизонте 898 м. Основной отка-
точный горизонт второй очереди – гор. 1012 м.
Основным откаточным горизонтом 1012 м (отметка минус 752,6 м) шахтное
поле делится на бремсберговое поле, запасы которого по пласту 3m отработа-
ны, и уклонное поле, которое делится на три панели: восточную, западную и
центральную. Запасы уклонного поля отрабатываются в настоящее время в вос-
точной и центральной панелях на отметке минус 1000 м с промежуточными го-
"Геотехническая механика" 185
ризонтами 1100 и 1150 м; отработка западной панели осуществляется в первой
ступени с гор.1012 м.
Размеры шахтного поля в уклонной части гор. 1230 м с учетом прирезки за-
пасов составляют:
– по простиранию – 6 км;
– по падению – 2,5- 4,0 км.
В связи с ухудшением горно-геологических условий разработки пласта m3 в
уклонном поле шахтой была изменена схема отработки запасов с погоризонт-
ной на панельную со строительством гор. 1100 м по проекту института Донги-
прошахт. В дальнейшем, для отработки запасов центральной панели пласта 3m
лавами по падению по проекту ПКБ «Макеевуголь» построен гор. 1150 м.
В настоящее время горные работы достигли уровня бывшей нижней техни-
ческой границы шахты – изогипсы минус 975м. Шахтой осуществляется дора-
ботка запасов в восточной уклонной панели, центральной панели гор. 1150 м и
отработка запасов западной панели.
Система разработки пласта 3m комбинированная, с отработкой лав по про-
стиранию (восточная и западная части шахтного поля) и по падению (цен-
тральная часть шахтного поля). Длина лав составляет 200-250 м. Длина вы-
емочных полей – 800-1500 м.
В год шахтой проходится 5-7 км выработок (рис. 2). Разветвленная их сеть
требует больших эксплуатационных затрат на их поддержание: объемы ре-
монтных работ за последние семь лет в среднем составляют свыше 16 000 п.м. в
год (рис. 3), стабильно превышая при этом плановые показатели в среднем на
26%.
Рис. 2. – Объемы проведения выработок на шахте им. В.М. Бажанова
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
14 000
16 000
18 000
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
годы
о
б
ъ
е
м
п
р
о
в
о
д
и
м
ы
х
в
ы
р
а
б
о
т
о
к
, м
186 Выпуск № 73
Для обеспечения проветривания выемочных участков в уклонном поле
пройдено 15 наклонных выработок с гор. 1012 м. Магистральные выработки
уклонного поля проводятся по выработанному пространству ранее отработан-
ных участков после уплотнения обрушенных пород. Сечение магистральных
выработок в свету обычно составляет 17,5 м2 (крепь типа КМПА3-18,3).
Рис. 3. – Объемы проведения ремонтных работ на шахте им. В.М. Бажанова
Вместе с тем, эти выработки соответствуют требованиям ПБ в части разме-
ров и при меньших сечения, однако, для обеспечения бесперебойного и качест-
венного проветривания выемочных участков, надежной организации транспор-
та добытого полезного ископаемого на основной горизонт, безопасности рабо-
тающих в шахте людей шахта вынуждена проходить такие выработки завы-
шенным сечением, так как сложные горно-геологические условия их проведе-
ния приводят к интенсивным проявлениям горного давления (деформации кре-
пи, пучение пород почвы) и как следствие – к значительному уменьшению се-
чения выработок. Существующие на сегодня способы охраны выработок не
справляются с задачей обеспечения устойчивости магистральных выработок и
снижения затрат на их эксплуатацию. Примером может служить состояние цен-
тральной вентиляционной магистрали уклонного поля, состояние которой
ухудшается по мере понижения глубины проходческих работ.
Затраты на поддержание выработок занимают долю в полной себестоимости
продукции на уровне 4%. Учитывая объем реализованной продукции, напри-
мер, за 2006 год, и уровень ее себестоимости, в абсолютном выражении эти за-
траты составили свыше 700 тыс.грн.
Программой развития горных работ предусматривается дальнейшая отра-
ботка запасов уклонного поля, для чего запланировано строительство нового
воздухоподающего ствола. Подача свежего воздуха от нового ствола к добыч-
ным участкам будет производиться по сети магистральных вентиляционных
выработок, к состоянию которых будут предъявляться жесткие требования.
0,0
5 000,0
10 000,0
15 000,0
20 000,0
25 000,0
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
годы
р
е
м
о
н
т
в
ы
р
а
б
о
т
о
к
, п
.м
.
факт
план
"Геотехническая механика" 187
Учитывая, что добычные работы при этом будут вестись на глубинах, превы-
шающих 1200 м, а значит, и условия поддержания выработок будут ухудшать-
ся, разработка и обоснование параметров мероприятий и способов, обеспечи-
вающих долговременную устойчивость магистральных и капитальных венти-
ляционных выработок, для шахты уже сейчас является актуальной научно-
технической задачей, важность которой со временем будет только возрастать.
Следует иметь в виду, что магистральные выработки на своем протяжении
через каждые 250 м сбиваются заездами с участковыми выработками. Сопря-
жения являются важными технологическими узлами, обеспечивающими нор-
мальное функционирование очистных забоев. Вместе с тем, сопряжение как
горнотехнический объект является сложным с точки зрения устойчивости как
породного массива в месте устройства сопряжения, так и самого объекта
(большие пролеты, сложная конфигурация обнажений, наличие концентраторов
механических напряжений в горных породах, сложные условия работы крепи).
Для поддержания сопряжений используются дорогостоящие малотехно-
логичные виды металлических крепей, а ремонтные работы на сопряжениях
связаны с соданием значительных сложностей для эксплуатации добычного
участка. Продолжительность «активной жизни» такого сопряжения в условиях
шахты им. В.М. Бажанова превышает два года, поэтому стоит задача в этот пе-
риод максимально снизить объемы ремонтных работ на сопряжении. Таким об-
разом, разработка и применение мероприятий, снижающих эксплуатационные
затраты и увеличивающих период безремонтного поддержания сопряжений ма-
гистральных и участковых выработок, является задачей не менее важной, чем
обозначенная выше.
Для решения обозначенных задач необходимо применение комплексного
подхода, включающего выбор объектов исследований, проведение натурных
наблюдений за состоянием выработок и лабораторных исследований, числен-
ное моделирование с целью исследования устойчивости геотехнических систем
«магистральная выработка-породный массив», «магистральная выработка-
уплотненные обрушенные породы», магистральная выработка-участковая вы-
работка-породный массив», обоснование параметров мероприятий, обеспечи-
вающих длительную устойчивость названных систем и снижающих объемы
ремонтных работ в них.
Выводы. Таким образом, для условий шахты им. В.М. Бажанова определе-
ны актуальные научно-технические задачи, связанные с обоснованием пара-
метров мероприятий и способов обеспечения устойчивости и снижения экс-
плуатационных затрат в магистральных и вентиляционных выработках и их со-
пряжений с участковыми выработками, обозначены подходы, необходимые для
решения поставленных задач.
|