ВНИМИ – 90 ЛЕТ

УДК 622.831.32:622.831.325 © П.В. Гречишкин, Е.Ю. Розонов, В.И. Клишин, Г.Ю. Опрук, В.Н. Щербаков, 2019

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 10-2019 /1123/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-10-35-41

Название

Управление кровлей для повышения эффективности поддержания выработок охраняемых податливыми целиками

Авторы

Гречишкин П.В., канд. техн. наук, директор Кемеровского филиала АО «ВНИМИ», 650099, г. Кемерово, Россия, e-mail: kf@vnimi.ru

Розонов Е.Ю., заместитель директора ООО «ММК-УГОЛЬ», 652607, г. Белово, Россия, e-mail: office@mmk-coal.ru

Клишин В.И., доктор техн. наук, профессор, член-корр. РАН, директор Института угля ФИЦ УУХ СО РАН, 650065, г. Кемерово, Россия, e-mail: klishinvi@icc.kemsc.ru

Опрук Г.Ю., канд. техн. наук, заведующий лабораторией эффективных технологий разработки угольных месторождений Института угля ФИЦ УУХ СО РАН, 650065, г. Кемерово, Россия, e-mail: opruk@yandex.ru

Щербаков В.Н., старший менеджер технической группы ООО «ММК-УГОЛЬ», 652607, г. Белово, Россия, e-mail: office@mmk-coal.ru

Аннотация

Представлен опыт применения направленного гидроразрыва пород кровли для перераспределения горного давления во вмещающем массиве выработки охраняемой податливым целиком. Целью мероприятий является снижения конвергенции конвейерного штрека в зоне опорного давления от очистного забоя. Представлены схемы направленного гидроразрыва из конвейерного штрека 555, а так же результаты мониторинга за смещениями вмещающего углепородного массива вне и в зоне направленного гидроразрыва. Приведен анализ эффективности выполненных мероприятий по управлению кровлей.

Ключевые слова

Направленный гидроразрыв, инициирующая щель, герметизатор, щелеобразователь, искусственная трещина, опорное давление, пучение почвы, смещения пород кровли.

Список литературы

1. Федеральные нормы и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». Серия 05. Выпуск 40. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2018. 198 с.

2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающие угольные пласты, склонные к горным ударам (РД 05-328-99). В сб.: Предупреждение газодинамичеких явлений в угольных шахтах (Сборник документов) / Колл. авт. М.: ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность», 2000. 119 с.

3. Оганесян С.А. Авария в Филиале «Шахта Тайжина» ОАО ОУК «Южкузбассуголь» - хроника, причины, выводы // Уголь. 2004. №6. С. 25-28.

4. Цивка Ю.В., Петров А.Н. Гидродинамические явления на руднике Баренцбург архепилага Шпицберген // Уголь. 2005. №7. С. 49-50.

5. Охрана подготовительных выработок целиками на угольных шахтах: Монография / В.Б. Артемьев, Г.И. Кршунов, А.К. Логинов и др. СПб.: Наука, 2009. 231 с.

6. Численное моделирование геомеханического состояния неоднородных угольных целиков методом конечных элементов. Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Сб. научных статей / С.В. Раб, В.В. Басов, А.М. Никитина, Д.М. Борзых, под общей ред. В.Н. Фрянова. Новокузнецк: СибГИУ, 2014. С. 123-128.

7. Джевецки Я. Новые методы предотвращения опасности горных ударов // Глюкауф. 2002. №2. С 18-21.

8. Якоби О. Практика управления горным давлением: Пер. с нем. М.: Недра, 1987. 566 с.

9. Sikora W., Kidybinski A., Saltysek K. Designing of Hard Roof-Rock Destressing Systems for Safe Warning of Rock Burst Prone Coal Seams. Central Mining Institute Report. Poland, 1978. 26 p.

10. Бенявски З. Управление горным давлением: пер. с анг. М.: Мир, 1990. 254 с.

11. Динамические формы проявлений горного давления / В.Б. Артемьев, Г.И. Коршунов, А.К. Логинов, В.М. Шик. СПб.: Наука, 2009. 347 с.

12. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений: Монография / В.И. Клишин, Л.В. Зворыгин, А.В. Лебедев, А.В. Савченко // Новосибирск: Издательский дом «Новосибирский писатель», 2011. 524 с.

13. The effect of natural fractures on hydraulic fracturing propagation in coal seams / Tao Wanga, Wanrui Hua, Derek Elsworthc et al. // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. N 150. Р. 180–190.

14. Directional hydraulic fracturing to control hard-roof rockburst in coal mines / Fan Jun, Dou Linming, He Hu et al. // International Journal of Mining Science and Technology. 2012. N 22. Р. 177–181.

15. Near Wellbore Hydraulic Fracture Propagation from Perforations in Tight Rocks: The Roles of Fracturing Fluid Viscosity and Injection Rate / S.H. Fallahzadeh, M.M. Hossain, A.J. Cornwell, V. Rasouli // Energies. 2017. N 10. 359 р.

16. Патент РФ № 129148. Щелеобразователь. М.В. Курленя, В.И. Клишин, Д.И. Кокоулин/ 2013. Бюл. № 17.

17. Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках. Л.: ВНИМИ, 1991. 102 с.

18. Клишин В.И., Опрук Г.Ю., Черепов А.А. Комплексный метод снижения удароопасности на угольных шахтах // Уголь. 2018. № 9. С. 56-62. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-9-56-62 URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/092018.pdf (дата обращения: 15.09.2019).

19. Опыт применения технологии направленного гидроразрыва (НГР) пород кровли с целью обеспечения устойчивого состояния сохраняемой выработки в условиях шахты «Есаульская» / В.И. Клишин, Г.Ю. Опрук, А.С. Телегуз и др. под общ. ред. В.Н. Фрянова // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. статей Междунар. научн.-практ. конф. Новокузнецк: СибГИУ, 2017. №3. С. 177-181.

20. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах». Серия 05. Выпуск 42. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2015. 186 с.

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Управление кровлей для повышения эффективности поддержания выработок охраняемых податливыми целиками», авторы: Гречишкин П.В., Розонов Е.Ю., Клишин В.И., Опрук Г.Ю., Щербаков В.Н.

Рецензент

Федорин В.А., доктор техн. наук, главный научный сотрудник лаборатории эффективных технологий разработки угольных месторождений Института угля ФИЦ УУХ СО РАН

Актуальность рассматриваемой статьи обусловлена тем, что применение механизированных комплексов нового технического уровня высокого сопротивления сдерживается повышенными нагрузками на краевые части массива, обусловленными зависанием пород основной кровли над выработанным пространством.

В представленной на рецензию статье авторами предложен принципиально новый способ направленного гидроразрыва (НГР), при котором для устойчивого расширения трещин в массиве предварительно создается концентратор напряжений в виде искусственной щели. Разработаны схемы расположения скважин для гидроразрыва и мероприятия для снижения степени влияния зависающей консоли основной кровли на межлавный целик и конвейерный штрек, осуществляемые разупрочнением пород методом направленного гидроразрыва. Проведен мониторинг за смещениями пород кровли, почвы, боков на опытном участке конвейерного штрека 555. Представленные в статье результаты замеров показывают, что по мере продвижения очистного забоя лавы 555 по зоне НГР отмечена стабилизация геомеханических процессов и снижение проявлений горного давления. Установлено, что направленный гидроразрыв пород кровли существенно уменьшает площадь зависания пород в выработанном пространстве отработанного ранее столба, обеспечивает подпор основной кровли обрушенными породами и снижает влияние опорного давления от действующего очистного забоя.

Обоснован вывод о том, что применение предлагаемой технологии управления кровлей позволило повысить работоспособность анкерной крепи конвейерного штрека, снизить деформации боков выработки и уменьшить интенсивность пучения пород.

Вопросы, рассматриваемые в статье являются актуальными. Статью «Управление кровлей для повышения эффективности поддержания выработок охраняемых податливыми целиками» следует опубликовать в открытой печати. Статья рекомендуется к публикации в журнале «Уголь».