Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок
В статті розглянуто способи маркшейдерського моніторингу підготовчих гірських виробок при просуванні очисних виробок. Способи моніторингу оцінено за декількома показниками: простота, доступність, затрати часу, повнота відображення геомеханічних процесів, що дозволяє підібрати оптимальний спосіб для...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54160 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок / А.С. Барышников, А.М. Винник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 269-274. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-54160 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-541602014-01-31T03:14:44Z Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок Барышников, А.С. Винник, А.М. В статті розглянуто способи маркшейдерського моніторингу підготовчих гірських виробок при просуванні очисних виробок. Способи моніторингу оцінено за декількома показниками: простота, доступність, затрати часу, повнота відображення геомеханічних процесів, що дозволяє підібрати оптимальний спосіб для тих чи інших умов. The article deals with how мarkscheidering monitoring preparatory mine workings in promoting treatment workings. Methods of monitoring evaluated on several factors: simplicity, accessibility, time-consuming, completeness display geomechanical processes that allows to choose an optimum way for different conditions. 2012 Article Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок / А.С. Барышников, А.М. Винник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 269-274. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54160 622.1:622.831 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 розглянуто способи маркшейдерського моніторингу підготовчих гірських виробок при просуванні очисних виробок. Способи моніторингу оцінено за декількома показниками: простота, доступність, затрати часу, повнота відображення геомеханічних процесів, що дозволяє підібрати оптимальний спосіб для тих чи інших умов. |
| format |
Article |
| author |
Барышников, А.С. Винник, А.М. |
| spellingShingle |
Барышников, А.С. Винник, А.М. Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок Геотехническая механика |
| author_facet |
Барышников, А.С. Винник, А.М. |
| author_sort |
Барышников, А.С. |
| title |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| title_short |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| title_full |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| title_fullStr |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| title_full_unstemmed |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| title_sort |
маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54160 |
| citation_txt |
Маркшейдерский мониторинг подготовительных выработок / А.С. Барышников, А.М. Винник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 269-274. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT baryšnikovas markšejderskijmonitoringpodgotovitelʹnyhvyrabotok AT vinnikam markšejderskijmonitoringpodgotovitelʹnyhvyrabotok |
| first_indexed |
2025-07-05T05:33:38Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:33:38Z |
| _version_ |
1836783888592011264 |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 269
УДК 622.1:622.831
А.С. Барышников, асп.
А.М. Винник, зав. лаб.
(ГВУЗ «Национальный горный университет»)
МАРКШЕЙДЕРСКИЙ МОНИТОРИНГ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
В статті розглянуто способи маркшейдерського моніторингу підготовчих гірських ви-
робок при просуванні очисних виробок. Способи моніторингу оцінено за декількома пока-
зниками: простота, доступність, затрати часу, повнота відображення геомеханічних проце-
сів, що дозволяє підібрати оптимальний спосіб для тих чи інших умов.
MARKSCHEIDERING MONITORING PREPARATORY MINE
WORKINGS
The article deals with how мarkscheidering monitoring preparatory mine workings in pro-
moting treatment workings. Methods of monitoring evaluated on several factors: simplicity, ac-
cessibility, time-consuming, completeness display geomechanical processes that allows to choose
an optimum way for different conditions.
Горнодобывающая промышленность на Украине постоянно развивается:
внедряются новые крепи, появляется высокопроизводительное оборудование,
возрастают темпы проходки и добычи, а также увеличивается глубина веде-
ния работ. За последние годы нагрузка на очистные забои угольных шахт
значительно возросла. Обеспечение высоких темпов подвигания очистного
забоя стало приоритетной задачей для руководителей добычных участков, да
и предприятий в целом. Высокая производительность достигается решением
большого комплекса производственных задач, среди которых поддержание
выемочных выработок занимает далеко не последнее место. Именно поддер-
жание выработок в удовлетворительном рабочем состоянии после прохода
очистного забоя позволяет реализовать прямоточную схему проветривания и
использовать выработку повторно. Анализ существующего опыта вместе с
проводимыми исследованиями геомеханических процессов при движении
очистного забоя, позволяет определить основные факторы, способствующие
сохранению выработки и разработать соответствующие технические реше-
ния.
Общее состояние подготовительной выработки может быть оценено по
трем составляющим:
состояние вмещающих пород, а именно, наличие трещин, осыпания,
вывалов и других видимых необратимых деформаций;
состояние крепи выработки, которое может быть оценено визуально по
степени деформирования крепи;
геометрическим параметрам (высота, ширина, площадь поперечного
сечения).
Контроль геометрических параметров выработки зачастую выполняется
маркшейдерской службой предприятия. Однако методы контроля, используе-
мые на разных предприятиях, могут существенно отличаться между собой.
Выпуск № 103 270
Наиболее часто используются самые простые и доступные способы, напри-
мер, рулеточные замеры высоты и ширины выработки.
Важнейшим параметром, влияющим на эксплуатационные характеристики
выработки, является площадь поперечного сечения. После прохода очистного
забоя сечение выработки уменьшается, что обусловлено сближением кровли
и почвы выработки (вертикальна конвергенция), а также сближением бортов
выработки (горизонтальная конвергенция). Конечно, наиболее существенно
на сечение выработки влияет вертикальная конвергенция.
Вертикальную конвергенцию выемочных выработок можно представить
как совокупность нескольких процессов:
поднятие почвы;
смещение элементов крепи в замках;
пластические деформации элементов крепи;
внедрение стоек крепи в почву.
Учитывая перечисленные процессы, можем рассмотреть различные спосо-
бы маркшейдерского мониторинга подготовительных выработок и оценить их
полноту.
Наиболее простым и распространенным является способ замерных сече-
ний, который в своей сущности сводится к определению высоты и ширины
выработки. Замерные сечения представляют собой промаркированное место в
горной выработке, в котором проводится комплекс измерений. Совокупность
замерных сечений, заложенных с определенным шагом, составляют наблюда-
тельную станцией. При данном способе контроля смещение контура фикси-
руется локально. В одном замерном сечении измеряются высота и ширина
выработки. Для привязки замеров к одному и тому же месту, в борта, кровлю
и почву выработки забуриваются шпуры глубиной ~ 0,5 м, в шпуры забива-
ются деревянные чопы, в которые забиваются гвозди. Расстояния измеряют
между гвоздями.
В другом варианте контрольные точки закрепляются непосредственно на
крепи выработки. Измерения выполняются стальной рулеткой. Периодизация
измерений с учетом движения очистного забоя позволяет оценить значения
ширины и высоты выработки (рис. 1) в различных геомеханических зонах, а
также их изменения во времени.
Рис. 1 – Способ замерных сечений
"Геотехническая механика" 271
Дополнительно для оценки работы узлов податливости их положение мо-
жет быть зафиксировано на начало измерений, что позволит отслеживать
проскальзывание при увеличении нагрузки на крепь. Простота данного спо-
соба делает его самым доступным. Для выполнения замеров из инструментов
необходима только рулетка. Существенным недостатком данного способа яв-
ляется отсутствие возможности разделить вертикальную конвергенцию на со-
ставляющие. Так невозможно достоверно установить за счет чего уменьшает-
ся высота выработки, результат ли это поднятия почвы или опускания кровли.
Зачастую эти процессы протекают параллельно, а выделить их долю в верти-
кальной конвергенции при данном способе измерений невозможно. Кроме то-
го отсутствует геометрическая связь между отдельными сечениями. Перечис-
ленные факторы ограничивают применения способа замерных сечений для
исследования геомеханических процессов. Фактически, данный способ наи-
более подходит для оценки эксплуатационных характеристик выработки.
Более полное представление о геомеханических процессах дает способ ло-
кального нивелирования на замерных сечениях. Данный способ является бо-
лее расширенным вариантом замерных сечений. При этом фиксируются по-
ложение ножек, кровли и почвы, но привязка по прежнему осуществляется
локально, к кровле или почве пласта (рис. 2), что позволяет выделить отдель-
ные элементы вертикальной конвергенции.
Рис. 2 – Локальное нивелирование на замерных сечениях
a – домер до кровли выработки, b – домер до почвы выработки,
c – домер до кровли (почвы) пласта, d1, d2 – домеры до меток на ножках
Используя данный способ можно установить соотношение поднятия поч-
вы и опускания кровли, суммарную вертикальную конвергенцию, а также ус-
Выпуск № 103 272
тановить факт внедрения стоек крепи в почву выработки. Дополнительно
можно отслеживать работу элементов податливости.
Для выполнения комплекса наблюдений на станции необходим нивелир
технической точности, рейка (наиболее оптимальна телескопическая), рулет-
ка.
Недостатком данного способа является то, что привязка осуществляется
локально к кровле или почве пласта. В случае «заволачивания» вниз края
пласта в бортах штрека (рис. 3) измеренные данные будут содержать грубые
ошибки. Такое «заволачивание» зачастую возникает при внедрении стоек
крепи в почву выработки.
Рис. 3 – Загибание и разрушение краевой части пласта
Наиболее трудоемким способом мониторинга является геометрическое
нивелирование, однако он обладает рядом преимуществ. Главным достоинст-
вом геометрического нивелирования является получение огромного массива
данных об изменении контура выработки, а также увязка всех замеров в еди-
ную высотную систему. Такая увязка позволяет четко установить величины
смещений в элементах крепи, выявить наличие поднятия почвы и т.д. При
геометрическом нивелировании наблюдение за смещением контура выполня-
ется с помощью нивелирных ходов технической точности. Для этого вне зоны
влияния очистного забоя закладываются исходные репера, от которых про-
кладывается ход к реперам наблюдательной станции (рис. 4).
В качестве реперов могут выступать элементы крепи. Результатами таких
замеров будут высотные отметки реперов, кровли и почвы выработки, меток
на стойках. Изменение отметок перечисленных элементов относительно ис-
ходного состояния позволяет отследить изменение во времени любых интере-
сующих элементов вертикальной конвергенции. Для выполнения комплекса
наблюдений на станции необходим нивелир технической точности, рейка (те-
лескопическая), рулетка, журнал технического нивелирования.
"Геотехническая механика" 273
h – расстояние от почвы выработки до марки на верхняке, ГП – горизонт прибора,
1, 2, 3, 4 - номера отсчетов по рейке, соответственно установленной на марке на верхняке,
почве выработки, конце ножки арочной крепи со стороны лавы, конце ножки арочной кре-
пи со стороны массива
Рис. 4 – Схема выполнения измерений на наблюдательной станции
Данный способ является наиболее точным, достоверным и всеобъемлю-
щим. Его можно использовать для установления величин всех элементов вер-
тикальной конвергенции, которые могут быть представлены в любой удобной
форме, например, в виде графиков зависимости смещений элементов крепи в
зависимости от расстояния до очистного забоя (рис. 5).
Рис. 5 – Результаты наблюдений в выемочной выработке. Смещение верхняка.
Правильная периодизация измерений позволяет четко установить начало
активизации геомеханических процессов и их взаимосвязь с выемкой угля.
Приведенные способы были опробованы на шахтах Западного и Цен-
Выпуск № 103 274
трального Донбасса. Опыт практических наблюдений свидетельствует, что
фактическое различие трудоемкости данных способов мониторинга не вели-
ко, однако полнота и достоверность полученных результатов позволяю выде-
лить геометрическое нивелирование как оптимальный способ для исследова-
ния геомеханических процессов в подготовительных выработках.
УДК 622. 112.4: 622.013.362
А.М. Кузьменко, д.т.н., проф.
(ГВУЗ «Национальный горный университет),
А.А. Козлов, директор,
А.В. Хейло, зам. директора
(шахта «Краснолиманская»)
МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНОМ
МАССИВЕ ВБЛИЗИ ТЕХНОГЕННЫХ ЗОН ВЫЕМОЧНЫХ СТОЛБОВ
Розглянуто механізм поступового формування напружень у гірському масиві навколо
техногенної зони при наявності гірничої виробки у виїмковому полі на шляху посування
очисних робіт
MECHANISM OF STRESSES IN ROCK MASSIF THE VICINITY OF
TECHNOLOGIC ZONES OF EXTRACTION PILLARS
Mechanism of gradual formation of stresses in rock massif around technogenic zone with pe-
sesence of mine working in extraction field during stoping movement is given.
Современное видение развития интенсификации очистных работ с приме-
нением очистных механизированных комплексов с высоким энергетическим
ресурсом на весьма тонких и тонких угольных пластах требует увеличение
выемочных столбов до размеров, которые вызывают трудности в планиро-
вочных решениях и эффективного проветривания горных выработок при вы-
сокой газоносности углей. Эффективная работа очистных механизированных
комплексов достигается при размерах выемочных столбов до 3000 м и длине
лавы до 300-350 м (шахты ДТЭК ООО «Павлоградуголь», им. А.Ф. Засядько,
«Краснолиманская», «Ждановская», «Суходольская-Восточная», ш/у «По-
кровское» и др. В Донбассе работает 26 лав с параметрами, которые требуют
решения вопроса коллективной безопасности).
Использование полного ресурса очистного механизированного комплекса
неизбежно приводит, в отдельных случаях, к пересечению ранее пройденных
подготовительных горных выработок (уклонов, ходков). Для решения вопро-
сов вентиляции, обеспечения коллективной безопасности трудящихся и гор-
носпасателей приходится проводить выработки, которые делят выемочной
столб на части, создавая, таким образом, техногенный зоны на пути подвига-
ния очистных работ.
Пройденная горная выработка разгрузила массив горных пород и создала
вокруг себя техногенную зону с параметрами, изменяющимися во времени.
|