авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

и Украины

Восточноукраинский национальный университет

имени Владимира Даля

Антрацитовский факультет горного дела и транспорта

ПРОБЛЕМЫ ГОРНОГО ДЕЛА

И ЭКОЛОГИИ ГОРНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Материалы V международной научно-практической

конференции 14-15 мая 2010 г., Антрацит

Донецк – 2010

УДК 622.268+622.83

ББК 33.31

Проблемы горного дела и экологии горного производства: Матер. V меж дунар. науч.-практ. конф. (14-15 мая 2010 г., г. Антрацит) – Донецк: Вебер (Донец кое отделение), 2010. – 225 с.

В материалах конференции изложены доклады, освещающие современные проблемы гор ного дела, геомеханики, шахтного и подземного строительства, уровень технологий и технических средств при сооружении горных, промышленных и гражданских объектов;

развитие способов за крепления горных пород в различных отраслях строительства;

экологические проблемы горного производства и углепромышленных регионов.

Материалы докладов представляют интерес для научных работников, производственников, проектировщиков, аспирантов и студентов, занимающихся вопросами подземной разработки по лезных ископаемых, строительства горных выработок и экологических проблем горного произ водства.

Материалы сборника печатаются языком оригинала в авторской редакции.

Сборник печатается в соответствии с решением Ученого совета Антрацитов ского факультета горного дела и транспорта Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля (протокол № 9 от 28 мая 2010 г.).

Редакционная коллегия:

Рябичев В.Д., д.т.н., доц. (главный редактор) Рыжикова О.А. (ответственный секретарь) Смородин Г.М., к.т.н., доц.

Кипко Э.Я., д.т.н., проф.

Гребенкин С.С., д.т.н., проф.

Кипко А.Э., к.т.н., доц.

© АФГТ ВНУ им. В.Даля, © Вебер (Донецкое отделение), Содержание с.

Шашенко А.Н., Солодянкин А.В.

80 лет кафедре строительства и геомеханики национального горного универси тета……………………………………………………………………………….. А.Н. Шашенко, С.К. Мещанинов, А.Э. Кипко О мерах по ликвидации процессов гидроактивизации геомеханических процес сов в породных массивах в зонах обводненных тектонических нарушений……. Питаленко Е.И., Васютина В.В., Педченко С.В., Ягмур А.Б.



К вопросу определения безопасного уровня затопления горных выработок ликфидируемых шахт……………………………………………………………. Савенко А.И., Хорошавин В.А.

Перспективы поисков коксующихся марок углей в северной части Каменско Гундоровского угленосного района Восточного Донбасса……………………… Савенко А.И., Хорошавин В.А.

Принципиальная технологическая схема опытно-промышленной отработки крутопадающих угольных пластов с поверхности……………………………… Павлыш В.Н., Гребёнкин С.С., Перепелица Б.А., Гродзинский П.Я.

Математическое моделирование процесса деформирования породного массива, в окресности горной выработки, при наличии вывалообразования…………….. Гребенкин С.С., Павлыш В.Н., Кукуяшный Э.В.

Сравнительная оценка эффективности технологических схем гидравлического воздействия на угольные пласты………………………………………………… Ширін А.Л., Посунько Л.М.

Ослобливості управління процесами рекультивації на шахтах Донбасу при до опрацюванні родовищ корисних копалин……………………………………… Расцветаев В.А., Посунько Л.Н., Дятленко М.Г., Ширин А.Л.

Комплексная оценка транспортно-технологических схем комбайнового прове дения подготовительных выработок в условиях шахт западного Донбасса……. Ширін Л.Н., Коптовець О.М., Інюткін І.В.

Обґрунтування заходів удосконалення діючої схеми транспорту Новокостян тинівського рудника для адаптації ії до поетапного освоєння запасів руди ……. Тимощук В.И., Демченко Ю.И., Тишков В.В.

Изучение параметров фильтрации вмещающих пород при отработке угольных пластов методом подземной газификации……………………………………… Кремнева Е.А.

Необходимость оптимизации геометрических параметров выемочного участ кадля условий ш. Комсомольская……………………………………………….. Спичак Е.Э., Кремнева Е.А.

About the necessity of increase of concentration of mountain works of deep anthra citic mines of East Donbas……………………………………………………….. Ширин Л.Н., Зензеров В.И., Рябичев В.Д., Гродзинский П.Я.

Моделирование на ПЭВМ работы гидросистемы механизированных крепей при отработке наклонных угольных пластов…………………………………… Топчий С.Е., Стеблин В.В.

Анализ производственного травматизма на предприятиях угольной отрасли по Луганской области за 2009 год и проблемные вопросы его снижения……... Топчий С.Е., Стеблин В.В.

Анализ травматизма за 4 месяца 2010 года на угольных предприятиях Луган ской области……………………………………………………………………...

Рябичев В.Д., Пожидаев С.В., Полозов Ю.А. Лазебник А.Ю.

Тампонаж грунтового основания при сооружении котлованов глубокого за ложения………………………………………………………………………….. Черных В.И., Киященко В.В.

Роль тяжелых металлов в заболеваемости населения Луганской области ……. Черних В.І,.Черних А.В.

Анализ сучасних способів знезараження шахтних вод…………………………. Центалович В.Т., Батищева Л.Г.

Экологические проблемы недропользования………………………………… Кіященко В.В.

Аналіз екологічного впливу забруднення атмосфери на здоров’я людей та навколишнє середовище Луганщини…………………………………………… Кузнецова З.П., Величко Н.М., Шипунова И.В., Дьячков П.А.

Экологические проблемы Донецкого и Приднепровского регионов и пути их решения…………………………………………………………………………..





Павлыш В.Н., Гребенкин С.С., Величко Н.М., Крохмалева Е.Г.

Теоретическое обоснование выбора экологоохранных мероприятий при за крытии шахт в условиях ограниченного финансирования…………………….. Аптекарь М.Д., Домская А.С.

Влияние закрытия шахт на окружающую среду Краснодона………………….. Кузьмина И.В, Труфанова Д.В.

Влияние выбросов автотранспорта на загрязнение почв окружающих ланд шафтов…………………………………………………………………………… Смородин Г.М., Рыжикова О.А., Степаненко К.А Анализ воздействия водопритоков ш. «Комсомольская» ГП «Антрацит» на окружающую среду Антрацитовского региона………………………………. Колпакова Е.В.

О модели Маргерра-Власова колебаний пологих оболочек с шарнирным за креплением края…………………………………………………………………. Чернецкая Н.Б., Сиромолот А.И.

Анализ методов проведения транспортно-социологических обследований в транспортно-пересадочных узлах………………………………………………. Шворнікова Г.М.

Экспериментальные исследования закономерностей транспортирования во доугольного топлива в системах промышленного гидротранспорта………... Малеткин В.Н., Голяев И.Е., Некрутенко В.В.

Безопасность человека в современных условиях………………………………. Рябенко Б.З., Чернецкая Н.Б., Варакута Е.А., Мирошниченко Т.А.

Железнодорожный тарнспортер сцепного типа для перевозки длинномерных грузов……………………………………………………………………………. Чернецкая Н.Б., Варакута Е.А., Толмачева Л.А.

Управление вагонопотоками на основе экономического подхода к сокраще нию расходов на железнодорожном транспорте……………………………….. Андрианова А.А., Рыбальченко А.А., Медяник В.А., Касьянов Н.А., Сало В.И.

Оценка мышечных усилий человека-оператора……………………………….. Савченко І.В., Касьянов М.А., Рябічев В.Д.

Дослідження теплового режиму приміщень з системами променевого інфра червоного (ІЧ) опалення………………………………………………….............. Медяник В.А, Пронина Ю.Г., Климова О.Н., Гунченко О.Н, Касьянов Н.А.

Оценка надежности мышечных действий человека-оператора для обеспече ния безопасных условий труда………………………………………………….. Шинкарева Т.А.

Анализ вредных и опасных производственных факторов в литейных техноло гиях …………………………………………………………………………….

Косоногова Л.Г., Баранов В.Ю., Асташов Р.М.

Опыт применения дистанционных методов преподавания дисциплины «Топ лива, масла и охлаждающие жидкости»………………………………………… Косоногова Л.Г., Рябичев В.Д., Асташов Р.М.

Промышленная логистика……………………………………………………… Косоногова Л.Г., Ткач П.М.

Циліндричні передачі з кгурговими двуопукло-ввігнутими зубцями…………. Карпов О.П., Косоногова Л.Г.

Вплив міри деформації функції передатного відношення відносно гармонійного вигляду на нерівномірність руху зубчатої передачі…………….. Гончаров А. В., Томачинский Ю. Н., Косоногова Л.Г.

Повышение эффективности работы радиатора автомобиля «Таврия» для ра боты в странах с тропическим климатом……………………………………..... Крайнюк А.И., Данилейченко А.А., Косоногова Л.Г., Насонов И.Г.

Показатели токсичности отработавших газов дизеля 6Ч12/14 с системой наддува каскадно-теплового сжатия……………………………………………. Косоногова Л.Г., Фрегер Д.Г., Чесноков А.В., Чесноков В.В.

Исследование ползучести анкерной полимерной крепи на основе высоко прочных жгутов………………………………………………………………….. Климчук А.С., Косоногова Л.Г., Неженцев А.Б.

Устройства для защиты грузоподъемных кранов при столкновениях………….

Чернецька Н.Б., Виперайленко С.О.

Модель раціональної композиції складу пасажирскьктх потягів……………….

Журавльова Л.Л., Крохмальова О.Г.

Використання інформаційних технологій у системній роботі студентів………. Чернецкая Н.Б., Тертычная О.О.

Принцыпы экономической оценки функционирования транспортного пред приятия как логистической системы……………………………………………. УДК 622.831.3:622.112. Шашенко А.Н., Солодянкин А.В.

Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина 80 ЛЕТ КАФЕДРЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГЕОМЕХАНИКИ НАЦИОНАЛЬНОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА Начало подготовки горных инженеров-строителей, образование и становле ние кафедры шахтного строительства в Национальном горном университете при ходится на конец 20-х – начало 30-х гг. ХХ столетия. Развернувшаяся в этот период в СССР индустриализация предусматривала масштабное строительство и реконст рукцию шахт и рудников в Донбассе, Кривом Роге, Кузбассе. Проектировалось строительство Московского метрополитена. Поэтому на горном факультете в марте 1928 г. была начата подготовка горных инженеров-строителей, а 1 октября 1930 г.

образована кафедра «Проходка шахт», заведовать которой был назначен профессор И.С. Новосильцев. До начала войны кафедрой заведовали также доценты Г.П. Ве рескунов и П.Я. Каменный, проф. Ф.А. Белаенко.

Уже в первых учебных программах главными принципами подготовки шах тостроителей являлись хорошая фундаментальная (общеинженерная) и глубокая специализированная подготовка, универсальность и обязательная практическая подготовка на горных предприятиях основных строек страны. Регулярным стано вится практика командирования студентов-шахтостроителей на скоростное строи тельство шахт в Караганду, Донбасс и др.

В числе выпускников первых лет подготовлен ряд руководителей высокого ран га, таких как И.Ф. Стребков – заведующий горными рабо тами и заместитель главного инженера проходки Гришин ского управления новыми шахтами (г. Доброполье), за ведующий шахты им. Губки на обл.);

(Курская А.И. Манида – аспирант и ас систент кафедры, Сталин ский стипендиат, после вой ны – главный инженер треста Средазшахтострой;

А.Н. Щербань – доктор технических наук, заведующий отделом Института технической теплофизики, академик, вице-президент Академии наук УССР, лауреат Государственной премии СССР;

С.Н. Волощук – генеральный ди ректор СГАО «Висмут», Герой Социалистического Труда, лауреат нескольких Го сударственных премий и др.

Значительны достижения кафедры и в научной деятельности. Под руково дством Ф.А. Белаенко развиваются такие направления, как изучение свойств гор ных пород, исследование напряженно-деформированного состояния массива во круг протяженных и очистных выработок в шахтных условиях, аналитические и лабораторные методы моделирования геомеханических процессов, изучение давле ния горных пород вокруг вертикального ствола.

В годы Великой Отечественной войны подготовка шахтостроителей продол жается в эвакуации в Караганде. Кафедрой в этот период заведует доцент И.С. Маршак.

В послевоенный период потребность в шахтостроителях для горной про мышленности была чрезвычайно велика. Одновременно со стационарной формой обучения, шахтостроителей готовят на высших инженерных курсах. В период 1944 1964 гг. кафедрой заведовали доценты Г.П. Верескунов, И.С. Маршак, Ю.М. Кожушко, профессор Ф.А. Белаенко.

Основные научные работы кафедры в послевоенный период связаны с вос становлением и развитием Донецкого, Криворожского и Никополь-Марганецкого бассейнов. В 1950-х гг. на кафедре формируется два основных направления науч ных исследований: одно связано с изучением физики взрывного разрушения, вто рое – с изучением природы пучения горных пород и устойчивости горных вырабо ток.

С 1965 г. кафедрой стал заведовать профес сор А.П. Максимов. После укрупнения кафедра получила название «Строительства шахт и под земных сооружений». Качеству учебного процесса уделялось огромное внимание. Учитывая специ фику работы горных инженеров-строителей, на кафедре с 1950-х гг. были сосредоточены все ос новные профилирующие курсы, в т.ч. и цикл строительных дисциплин. Высокая сознательность студентов 50-70-х годов, дисциплина, серьезное отношение к качеству обучения позволили гото вить специалистов высокого класса, занявших впоследствии ключевые посты в горнодобываю щей отрасли и шахтном строительстве: Стрельцов Е.В. - директор института «Днепрогипрошахт», Заведующий кафедрой проф.

начальник управления Минуглепрома СССР, По- А.П. Максимов и доц.

лак Э.В. - заместитель министра по капстроитель- С.Н. Рева представляют глав ству Минуглепрома СССР, Полтавец В.И. - ми- ные разработки кафедры пе нистр угольной промышленности Украины, ди- риода 70-х гг.

ректор института «Луганскгипрошахт», Лауреат Государственной премии Украи ны, Кучерский Н.И. - Председатель правления Навоийского ГМК, Глава концерна «Кызылкумредметзолото», дважды Лауреат Государственной премии СССР, За служенный инженер Республики Узбекистан, Герой Узбекистана и многие другие.

Стали докторами наук, профессорами Н.Я. Биличенко, М.Ф. Друкованный, В.М.

Комир, В.Т. Глушко и др.

Практики студентов в этот период проводятся на ведущих предприятиях За падного и Центрального Донбасса.

Научные исследования связаны с изучением деформаций массива при горных разработках в сложных горно-геологических условиях, со вершенствованием технологии крепления ка питальных и подготовительных выработок, со вершенствованием взрывной технологии до бычи строительного камня. Объектами иссле дований являются шахты Центрального Дон басса, Львовско-Волынского бассейна, строя щиеся шахты Западного Донбасса С 1990 года кафедрой строительства и геомеханики заведует д.т.н., профессор А.Н. Шашенко. В эти годы проделана огромная Доценты Алферов А.С., работа в учебно-методическом плане. Сегодня Рева С.Н. и ассистент Шашенко специальность «Шахтное и подземное строи А.Н., 1976 год. тельство», имеет 2 специализации: строитель ство и реконструкция горных предприятий;

городское подземное строительство и три уровня подготовки - бакалавр, специалист и магистр – по дневной и заочной форме обучения.

Расширился перечень баз практик: к традиционным горнодобывающим доба вились корпорации «Укртоннельстрой», «Киевметрострой», «Харьковметрострой»

и др. Программы подготовки также со вершенствуются. В дополнение к базовой подготовке – требования современного рынка – владение компьютерной техни кой, знания экономики, управления и ино странных языков, что позволяет выпуск- Участники 3-й конференции молодых ученых, аспирантов и студентов никам легко адаптироваться к специфике современных предприятий. Учитывая спе- «Перспективы освоения подземного пространства», 2009 год.

цифику современного строительства, опи раясь на богатый опыт подготовки шахтостроителей, с 2006 года кафедра начала подготовку инженеров по специальности «Промышленное и гражданское строи тельство».

На современном этапе получили дальнейшее развитие вопросы геомеханики, повышения устойчивости выработок шахт в условиях глубоких горизонтов шахт, численные методы моделирования. Важные результаты и достижения получены в области физики и химии взаимодействия дискретных структур с физическими по лями, а также физики динамического давления, структурных и фазовых превраще ний в твердом теле.

Более 20 лет проводятся исследования в области зондирования сложнострук турного породного массива.

Разработаны метод и аппаратура акусти ческого контроля выбросоопасности угольных пластов. Среди актуальных на правлений научно-исследовательских ра бот: создание системы автоматизирован ного мониторинга подземного простран ства, применение нанотехнологий при создании конструкционных материалов для подземного строительства, использо вание высоких температур горных пород на глубоких горизонтах шахт.

За последние 20 лет на кафедре бы Испытания на гидравлическом ло защищено сотрудниками кафедры – прессе итальянской фирмы кандидатских и 4 докторских диссерта «Technotest»

ции. Соискателями кафедры, защитивши ми кандидатские и докторские диссертации в последние годы были: С.Б. Тулуб – министр угольной промышленности, Герой Украины;

В.П. Пустовойтенко – министр транспорта Ук раины, руководители горнодобывающих пред приятий и объединений.

Сегодня на кафедре работает 8 докторов и 17 кандидатов наук, докторант и 7 аспирантов.

Весь состав кафедры составляет 50 человек.

Кафедра строительства и геомеханики – 2007 год.

За прошедшие 80 лет сотрудниками кафедры подготовлено более 2400 гор ных инженеров-строителей, опубликовано более 2000 научных трудов, получено более 120 авторских свидетельств и патентов, сделано 5 открытий, издано 75 моно графий и 45 учебников.

За высокие достижения и огромный вклад в области подземного строитель ства и геомеханики, она признана не только в Украине, но и за рубежом.

УДК 622. Шашенко А.Н., Мещанинов С.К., Кипко А.Э.

Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина АФГТ ВНУ им. В.Даля, г. Антрацит, Украина О МЕРАХ ПО ЛИКВИДАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГИДРОАКТИВИЗАЦИИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРОДНЫХ МАССИВАХ В ЗОНАХ ОБВОДНЕННЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ Гидродинамический режим шахтных вод характеризуется значительной слож ностью из-за структурной неоднородности водоносных пластов, наличия тектониче ских нарушений различной амплитуды, разнонаправленного и многофакторного ре жимов фильтрации и взаимосвязью обводненных пластов. Одной из причин являют ся техногенные изменения в породном массиве, связанные с длительной, нередко, непродуманной эксплуатацией месторождений полезных ископаемых. Одним из ос новных негативных последствий эксплуатации выработок, пройденных в таком по родном массиве является нарушение его метастабильного геомеханического состоя ния, что влечет за собой возможные аварийные прорывы воды в выработанное про странство, разрушение кровли и крепи выработки, ее затопление и т.п.

По данным [1], водоносные горизонты в каменноугольных отложениях не изо лированы между собой. В некоторых случаях между ними существует связь по зо нам тектонических нарушений и, особенно, по зонам повышенной трещиноватости.

Воды каменноугольных отложений обычно напорные, высота напора самая разнооб разная, в зависимости от области питания горизонта и глубины его вскрытия. Опыт строительства и эксплуатации горных выработок в обводненных условиях на боль ших глубинах показывает, что с увеличением обводненности состояние и устойчи вость выработок резко ухудшаются [2].

Водопроявления из зон сбросов наблюдаются во всех литологических типах пород, причем наиболее часто – районах с высокой степенью катагенеза пород [1].

Высокая водообильность зон сбросов в пачках сланцев алевритовых и глинистых в районе Ровенецкого поднятия подтверждается многочисленными данными гидроди намических исследований. Как известно [3], обводненность породных массивов яв ляется одним из основных факторов, снижающих скорость проходки и ухудшающих условия поддержания шахтных стволов и других капитальных горных выработок.

Поэтому разработка мероприятий, снижающих вероятность прорывов шахтных вод в горные выработки, а также мер по ликвидации последствий таких аварий, является весьма актуальной при строительстве и эксплуатации подготовительных и капиталь ных горных выработок.

В качестве примера рассмотрим ликвидацию аварийного прорыва шахтных вод в устьевую часть главного наклонного ствола шахты «Южная».

Главный наклонный ствол шахты «Южная» шахтоуправления «Холодная бал ка» пройден по пласту k 5 сечением «всвету» 10,2 м2, углами наклона 20 - 250 и обо рудован односкиповым подъемом. Ствол закреплен трехзвенной аркой с шагом кре пи 0,5 – 1,0 м с железобетонной затяжкой.

В верхней устьевой части ствола до глубины 45 м по оси боковые породы представлены глинами и глинистыми песками. В процессе эксплуатации в интервале 35 – 44 м по оси ствола выработка испытала повышенное давление боковых пород, деформации крепи с потерей сечения до 40%, что сопровождалось выдавливанием в ствол переувлажненных текучепластичных глин и токозернистого песка. При этом, на поверхности земли образовалась провальноая воронка размерами 15х12 м и глу биной до 6 м, которая постоянно развивалась. В стволе создалась весьма сложная си туация, причиной которой стал общий подъем уровня грунтовых вод и переувлаже нение глинистых и песчаных боковых пород [4].

Ликвидировать аварийную ситуацию непосредственно из выработки не пред ставлялось возможным, поэтому было принято решение выполнитьработы с поверх ности. Технические решения по ликвидации аварийной ситуации предусматривали выполенение работв в следуюш\щей последовательности [4] (рис. 1).

Рис. 1. Схема ликвидации провала: 1 – тампонажный раствор повышенной прочно сти;

2 – заполнитель провальной воронки (порода и тампонажный раствор);

3 – инъекционные скважины, заполненные цементно-силикатным раствором 1. В донной части провальной воронки создана опорная плита путем налива глиноцементного раствора повышенной прочности со следующими параметрами:

- плотность – 1,28 г/см3;

- условная вязкость – 70 – 90 сек;

- расход цемента М500 – 400 кг/м3.

2. После создания упорной плиты провальная воронка заполнена смесью по роды (песчаник) и стандартного глиноцементного раствора в соотношении 1:1. Всего черз пролдоженные до провальной воронки бурильные трубы 50 мм закачано м3 глиноцементного раствора до полного заполнения воронки.

3. В горной выработке с целью укрепления кровли и боковых стенок путеи за бивки в интервале 33-46 м создан каркас из арматуры 20 мм, что совместно с вы поленными с поверхности мероприятиями позволило уменьшить поступление в ствол песчано-глинистой массы и давление на крепь.

4. С целью предупреждения замачивания песчано-глинистых пород в районе провала и уменьшения бокового давления на крепь по периметру провальной ворон ки была создана ограждающая кольцевая инъционная завеса по принципу «стена в грунте». Для формирования завесы по периметру воронки с поверхности земли про бурено 126 вертикальных скважин 112 мм и глубиной от 15 до 23 м. Через буриль ные трубы, нагнетался цементно-силикатный раствор следующего состава:

- цемент М400 – 1,17 т/м3;

- силикат натрия – 10 кг/м3;

- вода – 0,67 т/м3.

Всего закачано 74,5 м3 цементно-силикатного раствора.

Для достижения жесткости завесы в каждой третьей скважине оставлялись бу рильные трубы. Бурение скважин осуществлялось самоходной буровой установкой УРБ-2А2. Для приготовления и нагнетания глиноцементного и цементно силикатного раствора применен стандаотный комплекс, применяемый в комплекс ном методе тампонажа [3].

После завершения работ ситуация в выработке стабилизироывалась, что по зволило перекрепить ствол на аварийном участке и продолжить его эксплуатацию.

Литература 1. Смородин Г.М., Кипко А.Э., Ю.И. Кобзарь и др. Тектонические нарушения – один из факторов гидроактивации геомеханических процессов в породных масси вах //Науковий вісник НГУ. – 2008. – №12. – С. 19–23.

2. Зборщик М.П., Ильяшов М.А. Аспекты повышения технологической, эколо гической и экономической эффективности сооружения и эксплуатации горных вы работок //Прогрессивные технологии строительства, безопасности и реструктуриза ции горных предприятий: Матер. региональной научно-практ. школы-семинара. – Донецк: Норд-Пресс, 2008. – С. 26–33.

3. Комплексный метод тампонажа при строительстве шахт: Учеб пособие /Э.Я.

Кипко, П.Н. Должиков, Н.А. Дудля и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Днепропет ровск: НГУ, 2004. – 415 с.

4. Смородин Г.М., Кипко А.Э. Ликвидация аварийногй ситуации в устьевой части главного наклонного ствола шахты «Южная» //Матер. междунар. Научно практич. конф. «Проблемы горного давления и экологии горного производства». – Донецк: «Норд-Пресс». – 2008. – С. 75–77.

УДК 622.834. Питаленко Е.И., Васютина В.В., Педченко С.В., Ягмур А.Б.

УкрНИМИ, г. Донецк, Украина К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО УРОВНЯ ЗАТОПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ЛИКВИДИРУЕМЫХ ШАХТ Современное формирование экологической обстановки в Донбассе и других угледобывающих регионах во многих случаях связывается с закрытием и затопле нием угольных шахт. В течение 200-летнего периода развития Донбасса произошли практически необратимые техногенные изменения состояния горного массива, смещение границ зон активного, замедленного и затрудненного обмена подземных вод, изменение степени и областей взаимосвязи их с гидрографическими поверхно стными объектами и условий миграции [1, 2].

Постановка проблемы. Последствия установления нового техногенного ре жима подземных вод при затоплении шахт могут быть весьма негативными и не всегда предсказуемыми. Среди них:

– развитие деформаций земной поверхности, связанных с обводнением гор ных пород и снижением их прочностных связей, образование провалов, воронок, оползней;

– активизация процесса сдвижения вследствие подъема уровня затопления, увлажнение горного массива и возобновление процесса обрушения горных пород вследствие уменьшения их прочности, что приводит к нарушению метастабильного геомеханического состояния подработанного массива горных пород;

– подтопление и затопление подработанных территорий;

– повреждение зданий и промышленных сооружений;

– загрязнение подземных и поверхностных вод, в том числе и используемых для питьевого водоснабжения.

Цель и задачи исследований. Для обеспечения экологической безопасно сти, сохранения окружающей среды и максимального снижения негативных по следствий (в том числе и социальных) вследствие закрытия и затопления шахт, не обходимо в рамках проведения единой экологической политики в угледобывающих регионах решить следующие первоочередные задачи:

– оценить условия и возможности управления уровнем подземных вод при затоплении шахт с целью исключения попадания минерализованных и загрязнен ных шахтных вод в гидрографическую сеть и недопущения подтопления террито рий, а так же засоления почв;

– выполнить прогноз изменения прочностных свойств горных пород при их обводнении;

– выполнить прогноз сдвижения и деформаций земной поверхности от акти визации процесса сдвижения горных пород при ликвидации шахт с целью опреде ления безопасного уровня их затопления;

– разработать и осуществить оптимальные системы мониторинга для свое временного контроля за техногенными изменениями, происходящими в результате ликвидации и затопления шахт, а так же для разработки эффективных методик про гнозирования.

Материалы и результаты исследований. В настоящей статье рассмотрим один вопрос – определение безопасного уровня затопления горных выработок шахт при мокрой консервации, обеспечивающего безопасную эксплуатацию сооружений на поверхности и сохранность природных объектов.

Обводненность горных пород резко снижает их устойчивость, породы размо кают и становятся склонными к сползанию и т.д., что в результате приводит к зава лам в горных выработках. Так сопротивление сжатию песчаника, залегающего в кровле пласта m3 шахты «Глубокая» в связи с обводненностью снизилось с 60– МПа до 17,6–35 МПа, а аргиллит, залегающий в кровле пласта l4, имел предел прочности на сжатие 25 МПа, но при обводненном состоянии снизил его до 13, МПа.

В процессе подтопления прочностные свойства горных пород уменьшаются, что может привести к потере установившегося равновесия толщи горных пород, их обрушению над выработанным пространством и к активизации процесса сдвиже ния. В результате чего возникнут новые деформации земной поверхности, в том числе трещины, уступы и провалы.

Сдвижения и деформации горных пород и земной поверхности, вызванные активизацией процесса сдвижения, при неблагоприятных условиях могут вызвать повреждения в зданиях и сооружениях, а также увеличение водопроницаемости и газопроводимости пород.

Размеры зоны влияния от активизации процесса сдвижения над старыми гор ными выработками, характер и продолжительность сдвижения зависят от следую щих факторов:

а) суммарной мощности отработанных пластов угля, угла падения и глубины расположения выработок;

б) размеров очистных выработок, расположения и размеров оставленных це ликов;

в) физико-механических свойств пород;

г) структурных особенностей массива горных пород (наличие мощных креп ких слоев пород, складок, геологических нарушений и др.).

Расчет сдвижения и деформаций земной поверхности от активизации процес са сдвижения горных пород при полном затоплении горных выработок выполняет ся от каждой отработанной выработки с последующим суммированием соответст вующих значений сдвижения и деформаций от отдельных выработок.

При расчетах ожидаемых сдвижения и деформаций земной поверхности от активизации процесса сдвижения объединялись несколько смежных отработанных горных выработок в пласте в одну эквивалентную выработку при условии, что от ношение размера целика между отработанными смежными выработками lц к сред ней глубине его залегания Нц меньше 0,1. При этом были использованы планы гор ных выработок по всем угольным пластам ликвидируемой шахты и геологическая карта шахтного поля.

При прогнозировании оседаний и деформаций от активизации процесса сдвижения при затоплении горных выработок возникло ряд проблем, основными из которых являются:

1) существующие методы расчета ожидаемых сдвижения и деформаций обоснованы и проверены для отдельных очистных выработок, т.е. небольшого ко личества лав. При этом наиболее существенными ограничениями являются сле дующие:

– выработанное пространство должно иметь форму прямоугольника, стороны которого параллельны и перпендикулярны простиранию пластов;

– для суммирования сдвижения и деформаций от отдельных выработок на правление простирания пластов не должно изменяться.

2) программные средства, реализующие методы прогноза имеют определен ные ограничения на количество очистных выработок и расчетных точек. Кроме то го, существующие программные средства обладают недостатками, присущими для вышеуказанных методов прогноза, т.к. они базируются на принятых нормативно методических документах.

3) в пределах отработанного шахтного поля, даже в пределах одного пласта, число выработок, которые должны быть приняты к учету, достигают несколько де сятков или сотен.

4) расчеты должны выполняться для больших территорий с площадью не сколько десятков квадратных километров. Поэтому число расчетных точек должно быть достаточно большим.

В формулах расчета использовалась так называемая остаточная мощность пласта.

Остаточную мощность (мощность активизации) определяли для каждой от работанной выработки по формуле 1:

m0 = К1 К 2 К 3 К 4 К 5 mВ (1) где m0 – остаточная мощность отработанного пласта, принимаемая при рас чете деформаций земной поверхности от активизации процесса сдвижения при за топлении горных выработок, м;

К1 – коэффициент, зависящий от степени метаморфизма углей;

К2 – коэффициент, зависящий от последующих подработок горной выработ ки нижележащими пластами;

К3 – коэффициент, зависящий от наличия пустот и зон разуплотнения (выби рается по результатам исследований пластов-аналогов из банка данных);

К4 – коэффициент, зависящий от обводненности горных пород;

К5 – коэффициент, зависящий от глубины горных работ;

mВ – вынутая мощность пласта, м.

Коэффициент К3 определялся на основании ранее выполненных в аналогич ных горно-геологических условиях исследований на предмет определения зон ра зуплотнения в кровле отработанных угольных пластов и наличия пустот в горных выработках.

Так при расчете безопасного уровня затопления горных выработок ликвиди руемой шахты «Глубокая» выполнен прогноз сдвижения и деформаций при усло вии полного затопления горных выработок. К расчету приняты все очистные выра ботки данной шахты, а также выработки соседних шахт, которые могут оказать влияние на расчетную область. Общие сведения о выработках, принятых к расчету с разделением по шахтам приведены в таблице 1.

Всего расчет выполнялся по 412 выработкам. Размер расчетной области со ставил 5550 м на 4400 м, а общая площадь – 24,42 км2. Расчетные точки располага лись с интервалом 50 м. Общее число расчетных точек составило 9968.

Положение выработок в пластах с выделением отдельных шахт, а также их положение относительно расчетной области показано на рисунках 1, 2, 3, 4, 5.

Максимальные результаты прогнозных величин земной поверхности, полу ченные в пределах расчетной области, приведены в таблице 2.

Как видно из результатов расчета сдвижения и деформаций земной поверх ности при полном затоплении горных выработок ликвидируемой шахты «Глубо кая» (табл. 2) величины деформаций земной поверхности достигают следующих значений:

– оседания – от 0 до 739 мм;

– наклоны по простиранию – + 4,8 – минус 3,6 мм/м;

– наклоны вкрест простирания – + 5,3 – минус 4,8 мм/м;

– горизонтальные деформации по простиранию – + 2,9 – минус 2,2 мм/м;

– горизонтальные деформации вкрест простирания – + 2,3 – минус 2,3 мм/м.

Таблица Данные по очистным выработкам, которые приняты для расчета сдвижения и деформаций Количество выработок отдельно по шахтам Всего вы Пласт работок №9 Запере 60-лет Глу- № 6 Красная № по шахтам Советской Капи- вальная бокая Звезда Украины тальная № h10 178 63 35 49 31 – – h8 98 27 26 13 31 1 – h7 35 – – 15 20 – – h6 63 16 – 23 24 – – h4 38 23 6 – – – Всего 412 129 67 100 106 1 Таблица Максимальные величины сдвижения и деформаций Максимальные Параметры величины от до Оседания, мм 0 739, Наклоны по простиранию, мм/м – 3,6 4, Наклоны вкрест простирания, мм/м – 4,8 5, Горизонтальные деформации по простиранию, мм/м – 2,2 2, Горизонтальные деформации вкрест простирания, мм/м – 2,3 2, Рис. 1. Схемы расположения выработок Рис. 2. Схемы расположения вырабо по пласту h10 ток по пласту h Рис. 3. Схемы расположения выработок Рис. 4. Схемы расположения вырабо по пласту h7 ток по пласту h Рис. 5. Схемы расположения выработок по пласту h Застроенные территории на шахтном поле были разбиты на две зоны с различ ными по величине прогнозными деформациями земной поверхности:

– в первой зоне прогнозные деформации земной поверхности имеют следую щие величины:

– наклоны – 3,0–5,3 мм/м;

– горизонтальные деформации – 1,0–2,9 мм/м.

– во второй зоне прогнозные деформаций земной поверхности имеют сле дующие величины:

– наклоны – до 3,0 мм/м;

– горизонтальные деформации – до 1,0 мм/м.

В первую зону деформаций земной поверхности попадают только небольшая часть построек частного сектора поселка «Объединенный». Оставшаяся часть пло щади этой зоны незастроенная. Остальные здания и сооружения, расположенные на поле шахты «Глубокая», расположены во второй зоне деформаций земной поверхно сти.

Согласно действующим нормативным документам прогнозные величины де формаций земной поверхности не превышают допустимые как для зданий и соору жений, так и для подземных коммуникаций, поэтому полное затопление горных вы работок ликвидируемой шахты в рассматриваемых горно-геологических условиях допустимо.

При расчете безопасного уровня затопления горных выработок гидравлически связанных ликвидируемых шахт «Постниковская» и «Шахтерская» был проведен анализ горно-геологических условий и исходных параметров, принятых при вычис лении сдвижения и деформаций земной поверхности. Вычислить деформации по от дельно взятой шахте в рассматриваемых условиях невозможно, т.к. по некоторым пластам смежных шахт горные работы перекрываются. Поэтому было принято ре шение объединить поля рассматриваемых шахт в единую систему. Для этого были отсканированы и метрически откалиброваны в единой системе координат все планы горных выработок. По всем планам горных выработок выполнена векторизация всех очистных выработок и подготовлена основа для расчета деформаций земной поверх ности.

В таблице 3 приведена характеристика условий отработки угольных пластов по шахтам «Постниковская» и «Шахтерская».

В результате расчета сдвижения и деформаций земной поверхности при пол ном затоплении горных выработок ликвидируемых шахт «Постниковская» и «Шах терская» величины деформаций земной поверхности достигают значительных вели чин, а именно:

– наклоны по простиранию – + 15,2 – минус 19,7 мм/м;

– наклоны вкрест простирания – + 18,5 – минус 31,6 мм/м;

– горизонтальные деформации по простиранию – + 7,9 – минус 7,6 мм/м;

– горизонтальные деформации вкрест простирания – + 12,9 – минус 10,6 мм/м.

Согласно действующим нормативным документам эти величины деформаций земной поверхности значительно превышают допустимые как для зданий, так и для подземных коммуникаций, поэтому полное затопление горных выработок ликви дируемых шахт в рассматриваемых горно-геологических условиях недопустимо.

Таблица Характеристика условий отработки пластов Число вы Годы Мощность Угол паде- Глубина работок Пласт отработки пласта, м ния, градус отработки Шахта нача- окон от до от до от до ло чание № h8 70 1928 2001 1,07 1,45 10 29 31 Постни h6 10 1978 2004 0,90 1,95 24 30 51 ковская Постни h4В 48 1961 1992 0,80 0,90 5 5 425 ковская Постни h21 52 1956 2000 0,85 1,65 18 34 56 ковская Шахтер h3 64 1954 1998 0,60 1,38 21 28 100 ская Шахтер h21 152 1900 1999 0,75 1,24 21 45 19 ская Как следствие был выполнен расчет деформаций при затоплении горных вы работок шахты «Постниковская» для уровня затопления до отметки + 100 м. Про гнозные деформации при уровне затопления горных выработок шахты «Постни ковская» до отметки + 100 м не превысили следующих величин:

– наклоны по простиранию – + 3,8 – минус 3,6 мм/м;

– наклоны вкрест простирания – + 3,7 – минус 3,9 мм/м;

– горизонтальные деформации по простиранию – + 2,3 – минус 1,9 мм/м;

– горизонтальные деформации вкрест простирания – + 2,9 – минус 2,6 мм/м.

Величины этих деформаций земной поверхности не превышают допустимых для зданий и сооружений, поэтому затопление горных выработок шахты «Постни ковская» до отметки + 100 м допустимо.

При разработке «Проекта затопления горных выработок ликвидируемой шахты «Постниковская» были учтены результаты расчетов безопасного уровня за топления горных выработок с точки зрения сдвижения и деформаций земной по верхности на полях обеих шахт, что позволило выбрать правильные инженерные решения при разработке проектов затопления этих шахт.

Выводы.

1. В результате анализа фактических горнотехнических и горно геологических условий в зоне влияния закрываемых шахт определены остаточные мощности отрабатываемых угольных пластов, которые использованы при расчете оседания и деформаций земной поверхности от активизации процесса сдвижения при затоплении горных выработок.

2. Определены уровни безопасного затопления горных выработок ликвиди руемых шахт, что позволило выбрать экономически и технически обоснованные инженерные решения при разработке проектов ликвидации угольных предприятий.

Литература 1. Техногенные последствия закрытия угольных шахт: Монография / Под ред. Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермакова. – Донецк, 2004. – 631 с.

2. Вирішення геоекологічних і соціальних проблем під час експлуатації та за криття вугільних шахт / Янукович В.Ф., Азаров М.Я., Алексєєв А.Д., Анциферов А.В., Питаленко Є.І. – Донецьк, ТОВ «Алан», 2002. – 480 с.

3. Артеменко П.Г., Шиптенко А.В., Педченко С.В. Особенности защиты от подтопления подрабатываемых территорий [Текст] / П.Г. Артеменко, А.В. Шип тенко, С.В. Педченко // Уголь Украины. – 2005. - № 9. – С. 46.

4. Питаленко Е.И., Камбурова Л.А., Артеменко П.Г., Педченко С.В., Ягмур А.Б. К вопросу определения коэффициента заполнения горных выработок и време ни затопления шахт // Матеріали міжнародної конференції 11–13 жовтня 2007 р.

«Форум гірників – 2007». – Дніпропетровськ: НГУ, 2007. – С. 113 - 122.

УДК 622.1: Савенко А.И., Хорошавин В.А., «Несветаевская ГРЭ» филиал ОАО «Южгеология», г. Новошахтинск, Россия ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКОВ КОКСУЮЩИХСЯ МАРОК УГЛЕЙ В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ КАМЕНСКО-ГУНДОРОВСКОГО УГЛЕНОСНОГО РАЙОНА ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА До 1994 г. в Восточном Донбассе 5 шахт с производственной мощностью 1. млн.т, добывали коксующиеся угли, которые поставлялись на коксохимические за воды Украины и Новолипецкий металлургический комбинат. В 2009 г., в связи с отработкой запасов в благоприятных горно-геологических условиях в границах Российской Федерации, ликвидирована шахта «Западная», последнее добывающее коксующие угли предприятие Восточного Донбасса.

В настоящее время ведется строительство шахты «Быстрянская 1-2». Шахта строится для отработки запасов коксующих марок углей залегающих в границах одноименных участков, в западной части Тацинского углепромышленного района.

Строительство шахты ведется в тяжелых горно-геологических условиях. Количест во запасов учтенных Государственным балансом составляет, около, 50 млн. т., из которых возможно отработать не более половины. Остальное количество запасов сосредоточенны в пластах с мощностью менее 0.8 м, либо залегают в весьма слож ных горно-геологических условиях.

В докризисный период (2004-2007 гг) наблюдался повышенный интерес ин весторов к освоению участков с коксующимися углями, даже с небольшими (10- млн.т.) запасами на территории Ростовской обл. Можно предположить, что в по сткризисный период, в условиях роста металлургического производства, инвести ционная привлекательность участков залегания коксующих марок углей возобно вится. В Восточном Донбассе, в настоящее время, Государственным балансом уч тены около 190 угольных объектов находящихся в нераспределенном фонде недр.

Однако, выполненная ранее (ВНИГРИ уголь, 2005 г.) геолого-экономическая пере оценка запасов нераспределенного фонда недр Ростовской обл. показала, что пер спективными для разработки из них являются только 17 участков. Среди этих уча стков нет содержащих коксующиеся марки углей.

Геологическое изучение большей части участков недр проводилось до сере дины 60-х годов ХХ века. Геологическая информация за прошедшие полвека суще ственно устарела, не соответствует современным требованиям к изученности, осо бенно качества углей, новым технологиям добычи и переработки углей. Многие классификационные показатели качества углей, определяющие направления их ис пользования, в том числе и для коксования, не определялись. Совершенно очевид но, что для расширения минирально-сырьевой базы коксующих углей в Европей ской части России целесообразно проведение дополнительных геологоразведочных работ на участках, выявленных в результате ранее проведенных работ и перспек тивных для локализации запасов коксующихся углей.

Наиболее перспективными участками поиска коксующих марок углей, с ра нее установленной промышленной угленосностью, являются участки недр, зале гающие в северной части Каменско-Гундоровского углепромышленного района Ростовской обл, в так называемой межнадвиговой зоне. Основной структурной единицей этой зоны является Северо-Каменская синклиналь с достаточно пологим северным и крутым до опрокинутого – южным крыльями. Северное крыло и, в меньшей мере, южное осложнены дополнительной складчатостью. Промышленная угленосность связывается с северным крылом синклинали, южное крыло, в виду больших углов падения, считается бесперспективным.

Угленосность северного крыла Северо-Каменской синклинали изучена с раз личной детальностью. Северная часть крыла изучена при производстве поисковых работ на Северо-Каменской № 1 и Северо-Каменской № 2 поисковых площадях (соответственно, геологические отчеты о поисках угольных пластов 1976 и 1997 го дов). В юго-западной части крыла, в границах участков Михайловской Южный и Михайловский Южный № 2, в 50-х годах пришлого столетия выполнялись разве дочные работы. Общее количество запасов и прогнозных ресурсов, оцененных по результатам работ, составляет более 420 млн. т. Ранее определенные показатели ка чества угля не позволяют сделать однозначную оценку его марочного состава. Наи более вероятно, что эти угли относятся к нескольким технологическим маркам, в том числе коксующимся (Г;

ГЖ;

Ж;

КЖ). Причем вероятность обнаружения кок сующих марок углей увеличивается в направлении с севера на юг (по мере при ближения к оси синклинали) и по мере увеличения стратиграфического возраста пластов. В границах участков Михайловский Южный и Михайловский Южный 2, вероятность обнаружения коксующих марок угля в отложениях свиты С23 прибли жается к 100%.

В процессе проведения геологоразведочных работ на участках Михай ловский Южный и Михайловский южный № 2 изучена, угленосность свит С23 - С27.

Запасы ранее оценивались по 12 угольным пластам. В свите С23 промышленный интерес представляет пласт i3. Он характеризуется простым строением и выдер жанной мощностью, которая составляет, около, 1.5м. Пласт вскрыт скважинами на глубине от поверхности около 300 м (в западной части участка) и прослежен до глубины 850 м (на восток). В западной части участка залегание пласта осложнено рядом пликативных и дизъюктивных нарушений, а с глубины, около 450 м он прак тически моноклинально, с углом около 100 погружается в юго-восточном направле нии. Качество угля изучено по керновым пробам. Уголь пласта i3 относится к сред незольным, среднесернистым, толщина пластометрического слоя составляет 15- мм, выход летучих 33-44%. Характер коксового королька сплавленный, вспучен ный.

Для определения марочного состава необходимо выполнение петрографиче ских исследований. На основании имеющихся данных, марочный состав угля мо жет изменяться от «ГЖ» до «КЖ». Запасы угля по пласту, в интервале глубин до 1200 м, в авторском варианте подсчета составляют, около 50 млн.т.

УДК 622. Савенко А.И., Хорошавин В.А., «Несветаевская ГРЭ» филиал ОАО «Южгеология», г. Новошахтинск, Россия ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ ОТРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ПОВЕРХНОСТИ В открытой части Восточного Донбасса известно наличие ряда крутопадаю щих угольных пластов мощностью более 1-го метра. Как правило, эти пласты выхо дят под покров четвертичных суглинков незначительной мощности. Общие запасы и прогнозные ресурсы углей, сосредоточенные в этих пластах, до глубин 200-250 м, составляют сотни млн.т. Очевидно, что разработка и внедрение рациональной схемы вскрытия и добычи подобных пластов является актуальной задачей угольной про мышленности Восточного Донбасса.

В качестве одного из возможных способов отработки подобных пластов пред лагается рассмотреть способ отработки пластов с поверхности, комбинированным методом, бурово-шнековым и гидроразмыва пласта. Принципиальная технологиче ская схема вскрытия и отработки предусматривает выполнение следующих опера ций:

1. Детальная разведка выходов известных пластов под наносы, определение углов их падения, мощности, строения, границы залегания зоны годных к использо ванию углей;

2. Бурение с поверхности наклонной пилот скважины по падению пласта, дли ной 200-250 м;

3. Разрушение пласта и частичное извлечение угля методом гидроразмыва в пилот скважине. Гидроразмыв пласта производится по апробированному в строи тельстве методу струйной цементации грунтов, с заменой рабочей жидкости (це ментного раствора) на технологическую воду. Техника и технология производства работ остается традиционной в строительстве. Давление струи на выходе из форсун ки составляет около 500 кгс/см2, расход жидкости - первые десятки м3/час. Гидро размыв пласта производится в направлении от забоя скважины к ее устью, в процес се извлечения бурового инструмента. Часть размытого струей пласта с водой подни мается на поверхность, где будет осажена в шламоприемнике, большая часть – оста нется в скважине и в прискваженном пространстве.

4. Спуск в скважину бурово-шнекового снаряда. Бурово-шнековый снаряд со бирается из труб (диаметр труб подбирается исходя из мощности угольного пласта и бурового станка) в нижней части которых сделаны окна для приема угольной массы, снаряд оканчивается шарошечным долотом, внутри колонны труб помещают полные шнека. Бурово-шнековый снаряд методом задавливания и бурения погружается в скважину, в ранее разрушенную угольную массу. Глубина погружения снаряда в скважину должна обеспечивать загрузку в угольную массу приемных окон;

5. После монтажа в скважине снаряда производится, собственно добыча, раз рушенной, разуплотненной угольной массы. Угольная масса забирается шнеками че рез приемные окна и по трубе транспортируется на поверхность. Для облегчения процесса обрушения угля в массиве и его продвижения к скважине, в полых шнеках монтируется эрлифт. Эрлифтом производится забор воды из скважины и массива, вместе с водой угольная масса продвигается к шнеку, к приемным окнам. По мере забора угольной массы, бурово-шнековый снаряд погружается на забой пилот сква жины;

6. Справа и слева от бурово-шнекового снаряда, с поверхности, по пласту, бу рятся дополнительные скважины, в которых выполняются операции по гидроразмы ву пласта и обрушению разуплотненной угольной массы к центральной скважине (с бурово-шнековым снарядом).

Возможны некоторые корректировки предложенной технологической схемы.

Вероятно, в определенных условиях, целесообразно первую скважину задать не по падению пласта, а с некоторым углом отличным от угла падения. Последующие скважины гидроразмыва бурить с одной стороны от первой, доводя их забои до ствола первой скважины, оборудованной бурово-шнековым снарядом.

УДК 622.281. Павлыш В.Н., Гребёнкин С.С., Перепелица Б.А., Гродзинский П.Я.

ДонНТУ, ДонГУУ, г. Донецк, Украина МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА, В ОКРЕСТНОСТИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, ПРИ НАЛИЧИИ ВЫВАЛООБРАЗОВАНИЯ Актуальность работы. Явление вывалообразования отрицательно сказывается на состоянии горных выработок. Для обоснования способов предотвращения нега тивного влияния вывалообразований необходимо иметь математический аппарат для исследования процесса. В этой связи разработка математических моделей и ме тодов расчета параметров технологических схем является актуальной задачей.

Цель работы – формирование адекватной математической модели, характе ризующей состояние массива, вмещающего выработку, в условиях вывалообразо вания.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые рассмотрено состояние массива, содержащего выработку, в неравнокомпонентном поле напряжений.

Содержание работы. Деформирование и разрушение горных пород вблизи обнажений подземных подготовительных выработок – основной процесс, опреде ляющий характер и интенсивность проявлений горного давления, в том числе вы валообразования.

Фундаментальные результаты в области теоретических исследований геоме ханических процессов получены в [1,2].

Основной задачей математического моделирования является исследование характера поля напряжений и деформаций в окрестности выработки в неравноком понентном поле напряжений в случае, когда процесс расслоения породного масси ва еще не начался.

На этой стадии процесс деформирования породного массива может быть описан методами теории упругости.

Следует подчеркнуть, что теоретические исследования процесса деформиро вания с целью предсказать и предупредить вывалообразование должны быть на правлены на выяснение механизма возникновения растягивающих деформаций и напряжений в кровле и боках выработки.

В дальнейшем будем считать, что породный массив, вмещающий подготови тельную выработку, представляет собой континуум с хаотической трещиновато стью, который может рассматриваться как изотропная среда [1].

Основные допущения, принятые в процессе построения математической мо дели:

массив горных пород, вмещающих подготовительную выработку, моде лируется упругим изотропным полупространством, напряженное состояние которо го обусловлено силой тяжести;

выработка залегает на достаточно большой глубине, поэтому можно пре небречь влиянием дневной поверхности в задаче, связанной с определением ком понент дополнительных напряжений, появляющихся в результате проведения вы работки в массиве горных пород.

Схематически породный массив, вмещающий подготовительную выработку, будем изображать в виде пластины с отверстием в форме полукруга радиуса a (рис.

1).

Так как в результате натурных измерений, проведенных в условиях шахт До нецкого угольного бассейна, установлено, что в реальных условиях горного мас сива имеет место неравнокомпонентное поле начальных напряжений, то напря женное состояние нетронутого массива будем характеризовать соотношениями:

(1 ) yy ) = ( H y );

xx0 ) = ( H y );

xy0 ) = ( H y ) (0 ( (. (1) В формулах (1) обозначено:

yy ), xx0 ) – нормальные, а xy0 ) – касательные начальные напряжения;

(0 ( ( – коэффициент бокового распора;

= g ;

– плотность пород, g – ускорение свободного падения.

В процессе исследований будем использовать полярную систему координат ( r, ).

В полярной системе координат начальное поле напряжений будем характери зовать следующими соотношениями:

( H r sin ) [1 + + (1 )(cos 2 + sin 2 / 2)];

rr0 ) = ( ( H r sin ) [1 + + (1 )(cos 2 sin 2 / 2)];

0 ) = ( (2) ( H r sin ) r(0 ) = (1 )(cos 2 + sin 2 ).

где rr0 ) и ) – соответственно радиальные и угловые, а r(0 ) – касательные ( ( (тангенциальные) начальные напряжения.

Рис. 1. Схема породного массива, вмещающего подготовительную выработку: x, y – оси декартовой системы координат;

z, – полярные координаты;

Н – расстояние от земной поверхности до почвы выработки;

а – усредненный радиус выработки.

После проведения подготовительной выработки полные напряжения:

rr = rr0 ) + rr ;

= 0 ) + ;

r = r(0 ) + r ;

( ( или с учетом соотношений (2):

( H r sin ) [1 + + (1 )(cos 2 + sin 2 / 2)];

rr = rr ( H r sin ) [1 + (1 )(cos 2 + sin 2 / 2)];

= (3) ( H r sin ) r = r (1 )(cos 2 + sin 2 ).

где rr, и r – дополнительные напряжения в полярной системе коорди нат (r, ) обусловленные проведением подготовительной выработки.

Далее рассмотрим аналитические зависимости, характеризующие дополни тельное напряженно-деформированное состояние породного массива в полярной системе координат.

Уравнения равновесия в компонентах вектора перемещений представим в следующем виде:

2 1 1 2 1 r 2 + r r + 2r 2 2 U r + 2r r 2r 2 U = 0;

(4) 1 1 + 1 3 2 1 2 + Ur + 2 + 1 U.

r r r 2 1 r 1 r r 1 r где U r и U – соответственно радиальные и угловые упругие перемещения;

– коэффициент Пуассона;

r = r / a – безразмерная координата.

Уравнения, характеризующие компоненты напряжений:

1 U U r U r E rr = + + ;

(1 2 )a r r r U U r U r E + r + r ;

= (5) (1 )a 1 U r U U E r = +, 2(1 2 )a r r r где – модуль Юнга.

Граничные условия на контуре и почве выработки получим из следую щих соображений.

При отсутствии крепи полные радиальные и касательные напряжения на контуре и почве подготовительной выработки равны нулю.

В общем случае выполнение краевых условий на такого вида контуре вы работки представляет собой довольно сложную математическую задачу.

Точное выполнение граничных условий при r 1 и 2 необходи мо для исследования процессов пучения почвы выработки. Так как целью на ших исследований является вопрос определения характера поля напряжений в кровле и боках выработки, то, использовав принципы Сен-Венана, можно упро стить задачу выполнения граничных условий, представив их в таком виде:

rr r = 0;

= 0;

(6) r =1.0 r =1. 0 1 dr = 0;

dr = 0;

(7) rr = 0 = r 0 Принимая во внимание, что H a, изменением начальных напряжений по высоте выработки в формулах (2.2) можно пренебречь.

Внося выражения (2.3) в условия (2.6) и (2.7) и учитывая зависимости (2.2) условия на контуре выработки представим таким образом:

а) на криволинейном контуре выработки r = 1,0;

0 rr = 2 1 H [1 + + (1 )(cos 2 + sin 2 / 2 )];

(8) r = 2 1 H (1 )(sin 2 + cos 2 ).

б) на почве выработки = 0;

0 r 1.0;

rr = H / 2;

(9) r = H (1 ) / 2.

Кроме этого, численные значения компонент дополнительных напряже ний rr, и r должны стремиться к нулю по мере отдаления от контура вы работки, т.е. при r.

Отсюда следует, что для удовлетворения граничных условий необходимо найти решение уравнений равновесия (4), которые представляют собой систему из двух дифференциальных уравнений второго порядка с переменными коэф фициентами.

Воспользуемся заменой переменных:

, r = r = e ;

(t = ln r );

r = 0, r = 1.

t, r = В результате придем к более простой системе дифференциальных урав нений с постоянными коэффициентами:

1 2 1 + 1+ Ur + U = 0;

t 2 2 2 2 t (10) 1 + 3 2 2 Ur + 2 1+ U = 0.

1 1 t 1 t Принимая во внимание тот факт, что параметр t изменяется в пределах – t, выражения компонент радиальных и угловых перемещений удобно использовать в таком виде:

а) радиальные перемещения U r+ = {2 A4 exp(t ) + [1 B2 exp(3t ) + B42 exp(t )]cos 2 + + [1C2 exp(3t ) + C42 exp(t )]sin 2 }, 0 t (r 1);

U r = 2 A3 exp(t ) [1 B1 exp(3t ) + B32 exp(t )]cos 2 + (11) + [1C1 exp(3t ) + C32 exp(t )]sin 2, - t 0 (r 1);

б) угловые перемещения U + = [4C 4 exp(t ) 4 C 2 exp(3t )] cos [4 B4 exp(t ) 4 B2 exp(3t )]sin 2, 0 t (r 1);

(12) U = [3C1 exp(3t ) + 4 C3 exp(t )] cos [3 B1 exp(3t ) + 2 B3 exp(t )]sin 2, t 0 (r 1).

Для компонент тензора дополнительных напряжений получим следующие соотношения:

а) радиальные напряжения E rr = {2(1 ) A4 exp(2t ) + [5 B2 exp(4t ) + 6 B4 exp(2t )] cos 2 + + (1 2 )a + [ 5C 2 exp(4t ) + 7 C 4 exp(2t )]sin 2 }, 0 t (r 1);

(13) E rr = {2(1 + ) A3 [8 B1 exp(2t ) + 9 B3 ] cos 2 + (1 2 )a + [8C1 exp( 2t ) + 9 C3 ] sin 2 }, t 0 (r 1), где 5 = (3 )1 + 2 4 ;

6 = (1 ) 2 8 ;

7 = 2 ( 4 + 8) ;

8 = (3 + )1 + 23 ;

9 = 2 (1 + 3 ).

б) угловые напряжения E r+ = {[10 C 2 exp(4t ) + 11C 4 exp(2t )] cos 2(1 + )a [10 B2 exp(4t ) + 11 B4 exp(2t )]sin 2 }, 0 t (r 1);

(14) E = {[12 C 2 exp(2t ) 2 2 C3 ] cos 2(1 + )a r 30 B1 sin 2 }, t 0 (r 1), 10 = 2(1 + 2 4 );

11 = 2( 2 4);

12 = 2(3 1 );

где 13 = 23 + 2 21 ).

в) тангенциальные напряжения E = {2(1 ) A4 exp(2t ) + [14 B2 exp(2t ) + + (1 2 )a + 15 B4 exp(2t )] cos 2 + +[16 C 2 exp(4t ) + + 17 C 4 exp(2t )]sin 2 }, 0 t (r 1);

(15) E = {2(1 + ) A3 [18 B1 exp(2t ) + 19 B3 ] cos 2 + (1 2 )a + [18C1 exp(2t ) + 19 C3 ]sin 2 }, t 0 (r 1), 14 = 2 4 (1 3 )1 ;

15 = 2 ( 1) 8;


16 = (1 + 3 )1 + 2 4 ;

где 17 = (1 + ) 2 8;

18 = 23 1 (1 + 3 );

19 = 2 (3 + ).

Таким образом, зависимости (1) – (15) могут быть положены в основу мате матической модели рассматриваемого процесса. Из приведенных соотношений следует, что напряженно-деформированное состояние в кровле и боках выработки определяется аналитическими зависимостями для компонент вектора перемещений U r+, U + и тензора напряжений rr, и r+.

+ + Сложный нелинейный характер рассмотренных уравнений предполагает использование для их решения компьютерной техники с применением числен ных методов.

Выводы. В результате выполненных исследований сформирована матема тическая модель процесса деформирования породного массива, вмещающего горную выработку. На основе предложенной модели могут быть выполнены компьютерные расчеты всех реальных параметров, определяющих процесс вы валообразований, и обоснованы параметры способов предупреждения их нега тивных последствий.

Литература 1. Касьян Н.Н. Геомеханические основы управления зоной разрушенных пород вокруг выработок для обеспечения их устойчивости на больших глуби нах: Дисс… д-ра техн. наук: 05.05.04.–Донецк, 2003.– 317 с.

2. Современные проблемы проведения и поддержания горных выработок на глубоких шахтах: Монография /С.В. Янко, С.С. Гребёнкин, А.М. Брюханов и др.//Под общ. ред. С.В. Янко.– Донецк, ДУНГВО, 2003. – 256 с.

УДК 622. Гребенкин С.С., Павлыш В.Н., Кукуяшный Э.В.

ДонНТУ, ДонГУУ, г. Донецк, Украина СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УГОЛЬНЫЕ ПЛАСТЫ Актуальность темы. Гидравлическое воздействие на угольные пласты входит в систему обязательных мероприятий, регламентируемых нормативными докумен тами [1]. Основой процесса является внедрение рабочей жидкости в пласт под дав лением через скважины, пробуренные в соответствии с технологической схемой, определяемой целью воздействия. Применяемый в настоящее время способ пред полагает нагнетание через одиночную скважину в режиме фильтрации или гидро рыхления. Целью нагнетания является равномерное насыщение обрабатываемой области рабочей жидкостью, однако применение нагнетания через одиночную скважину не обеспечивает качественное выполнение мероприятия, т.к. при этом значительные участки остаются неувлажненными, а прирост влажности в разных точках имеет существенно отличающиеся значения, что определяет необходимость совершенствования технологии с целью повышения эффективности воздействия и качества обработки пластов. В этой связи тема статьи является актуальной.

Для повышения качества обработки и эффективности процесса предложена каскадная технология, обоснованная теоретически и исследованная эксперимен тально [2].

Выбор критериев оценки эффективности каскадного способа по сравнению с существующим производится в соответствии с поставленной целью: повышение равномерности гидравлической обработки пласта [3].

Равномерность обработки достаточно полно определяется наличием необра ботанных участков и степенью разброса значений прироста влажности в проектной зоне воздействия. В связи с этим для оценки качества обработки выбраны:

- коэффициент относительной величины необработанных участков SH = 100, % (1) S ПP где S H - площадь необработанных участков;

S ПР - площадь проектной зоны воздействия;

- коэффициент вариации относительного прироста влажности, опреде ляемого по давлению жидкости в каждой точке (Wi W ) 1N N 1 i = VR = 100, % (2) W где Wi и W - значения прироста влажности соответственно в i-й точке и среднее по обрабатываемой зоне, W расч.i Wi = (3), Wmax где W расч.i - прирост влажности в i -и точке;

Wmax - максимальный прирост влажности.

Для оценки эффективности каскадного воздействия будем пользоваться ве личинами, определяющими:

- относительное уменьшение необработанной площади S H.O S H.K ЭS = 100, % (4) S H.O где S H.O и S H.K - площади необработанных участков при нагнетании соответственно через одиночную скважину и каскад, - уменьшение коэффициента вариации прироста влажности:

VR Эv = k (5) VR где VR0,VRk - коэффициенты вариаций соответственно для одиночной скважи ны и каскада.

Разработка технологии каскадного нагнетания должна быть направлена на уменьшение степени влияния факторов, снижающих равномерность обработки, с учетом требований минимальной сложности, трудоемкости и использования се рийно выпускаемого оборудования.

На основе анализа наиболее распространенных технологических схем и ре жимов нагнетания, многообразия фильтрационной структуры и строения угольных пластов определены задачи, методика моделирования и критерии оценки эффек тивности каскадной обработки. Исследование процесса нагнетания с учетом всех вышеперечисленных факторов дает возможность в достаточной степени решить вопрос о целесообразности использования способа с целью повышения эффектив ности гидравлического воздействия на угольный пласт, разработать технологию и параметры воздействия, определить рациональную область применения способа.

Моделированию подлежали варианты нагнетания жидкости через короткие и длинные скважины с различными режимами подачи жидкости. Длина и глубина герметизации коротких скважин принимались равными: l c = 10 м;

l Г = 5...8 м;

длинных соответственно l c =50...100 м;

l Г = 15...20 м. Наиболее простой случай – нагнетание через две скважины одним насосом в режиме постоянного давления. Ре зультаты моделирования распространения жидкости в межскважинной зоне для этого режима приведены на рис. 1, результаты численной обработки данных моде лирования, проведенной на основании соотношений (1) – (5) представлены в таб лице 1.

Рис. 1. Распределение прироста влажности при нагнетании через длинные скважины в режиме постоянного давления: а) одиночная скважина;

б) каскад скважин.

Данные табл. 1 показывают, что на равномерность распределения жидкости оказывают существенное влияние степень разброса проницаемости и длина сква жин. Заметна также следующая закономерность: при уменьшении размеров участ ков с постоянной проницаемостью распределение жидкости по пласту становится более равномерным.

Существенное влияние на эффективность каскадной обработки оказывают параметры воздействия. При каскадном нагнетании зоной эффективного взаимо действия потоков жидкости в плоскости пласта следует считать прямоугольник между фильтрующими частями двух соседних скважин.

При нагнетании через длинные скважины эта зона занимает почти всю обра батываемую область, при нагнетании через короткие - обычно не более половины.

Это, а также большее время обработки через длинные скважины приводит к тому, что и при каскадной обработке длинные скважины остаются предпочтительнее ко ротких с точки зрения равномерности распределения жидкости по пласту.

Другими параметрами, влияющими на результат обработки, являются давле ние и темп нагнетания. При нагнетании с постоянным, одинаковым для всех сква жин каскада, давлением темп подачи жидкости в каждую скважину различен по причине различной приемистости пласта вокруг скважин.

Таблица Равномерность обработки в плоскости пласта при нагнетании в режиме постоянного давления (данные математического моделирования) Эффек тивность № варианта Распределение Равномерность каскад проницаемости обработки ного спо соба k max k min 1016 SH, V R0, ЭS,,%,% V Rk % ЭV V R,% м м % % м Длинные скважины 1 2,0 54,0 42,3 42 13,3 48,4 4,3 26,5 67,6 1, 2 0,4 9,0 50,3 16 16,6 60,9 7,2 28,9 56,5 2, 3 0,1 65,0 70,6 80 17,8 62,3 6,9 30,2 60,2 2, 4 0,4 53,0 76,3 12 14,8 59,6 5,5 32,5 62,7 1, 5 1,0 54,0 81,8 20 18,1 63,2 6,6 34,4 63,5 1, 6 0,3 39,0 82,6 64 19,1 56,5 7,3 33,8 61,8 1, 7 0,5 32,0 86,1 60 17,4 60,0 7,9 35,8 54,6 1, 8 0,02 86,0 96,5 64 19,6 66,3 8,4 34,2 57,1 1, 9 0,02 143,0 108,6 80 22,6 70,3 11,8 45,0 47,7 1, 10 0,03 162,0 112,3 40 23,7 64,1 9,7 31,6 59,0 2, Среднее 18,3 60,6 7,6 34,4 58,5 1, Короткие скважины 1 2,0 117,0 63,5 4,5 24,2 80,1 11,3 62,0 53,2 1, 2 1,0 62,0 76,7 4,0 21,8 66,4 9,1 35,3 58,2 1, 3 0,1 78,0 81,9 8,0 27,6 80,8 10,0 47,5 63,8 1, 4 2,0 74,0 92,0 6,0 25,2 74,9 13,8 45,0 45,4 1, 5 0,001 54,0 114,6 7,5 34,4 78,7 16,2 48,3 52,9 1, Средняя 26,6 76,2 12,1 47,6 54,6 1, Для проверки теоретических выводов и положений проведены эксперимен тальные исследования в промышленных условиях в соответствии с вариантами ма тематического моделирования.

В условиях ш. «Хрустальская» ГП «Донбассантрацит» проведены экспери ментальные исследования процесса гидравлического воздействия на пласт l 2H «Нижний» в режиме фильтрации по региональному способу через одиночную скважину и каскад из трех скважин. Технологическая схема эксперимента пред ставлена на рис.2, численные результаты – в табл. 2.

Важным результатом эксперимента явилось повышение среднего значения прироста влажности в проектной зоне воздействия с 1,2% при обработке через оди ночные скважины до 1,7% при непрерывной каскадной обработке или на 41,7% (во все скважины было подано одинаковое количество воды).

Рис. 2. Технологическая схема нагнетания воды через длинные скважины, парал лельные линии очистного забоя (пласт l2Н «Нижний»): 1 – насосная установка НВУ 30м;

5 – дроссель регулируемый;

2 – счетчик-расходомер СРВД-20;

6 – рукав вы соконапорный;

3 – манометр;

7 – участковый водопровод. 4 – насосная установка 2УГНМ;

Таблица Результаты измерений прироста влажности и показатели эффективности кас кадной гидрообработки (экспериментальные данные) Оценка эффективности каскадного нагнетания по повышению рав номерности обработки показала уменьшение необработанной площади на 71,5% и коэффициента вариации прироста влажности – в 1,9 раза по сравнению с нагнета нием через одиночную скважину.

Результаты экспериментальных исследований региональной гидрообработки пласта l 2H «Нижний» в условиях ш. «Хрустальская» ГП «Донбассантрацит» хорошо согласуются с теоретическими результатами оценки эффективности каскадной тех нологии, расхождение теоретических данных и результатов экспериментов не пре вышает 15%.

Выводы. Теоретические результаты, полученные методом математического моделирования, свидетельствуют о том, что применение каскадной технологии обеспечивает снижение относительной величины площади необработанных участ ков на 54–82% и уменьшение коэффициента вариации прироста влажности в 1,7 – 2,2 раза.

Экспериментальные данные подтверждают, что применение каскадной тех нологии обеспечивает повышение качества обработки угольных пластов и эффек тивности процесса гидравлического воздействия.

Литература 1. ДНАОП 1.1.30-1.ХХ-04. Безопасное ведение горных работ на пластах, склонных к газодинамическим явлениям (1-я редакция). – К.: Минтопэнерго Ук раины, 2004. – 268с. 2. Павлыш В.Н. Развитие теории и совершенствование техно логии процессов воздействия на угольные пласты: Монография. - Донецк: РВА ДонНТУ, 2005. - 347с. 3. В.Н. Павлыш, С.С. Гребенкин. Физико-технические осно вы процессов гидравлического воздействия на угольные пласты / Монография.– Донецк: «ВИК», 2006.– 269 с.

УДК 658.155:622.33(477):65.016. Ширін А.Л., Посунько Л.М.

Національний гірничий університет,, м. Дніпропетровськ, Україна ОСОБЛИВОСТІ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСАМИ РЕКУЛТИВАЦІЇ НА ШАХТАХ ЗАХІДНОГО ДОНБАСУ ПРИ ДООПРАЦЮВАННІ РОДОВИЩ КОРИСНИХ КОПАЛИН Особливістю шахт Західного Донбасу, розробляючих тонкі пологі пласти в слабких породах, що метаморфізують, є ведення гірничих робіт під заплавами рік Самара і Вовча. В процесі очисної виїмки повсюдно зареєстроване осідання земної поверхні, затоплення і підтоплення земельних угідь поверхневими і грунтовими во дами. Подібні явища, наряду з викидами забруднюючих речовин в атмосферу та їх скидів у водойомнище, провокують забруднення навколишнього природнього се редовища і створюють екологічну небезпеку в регіонах.

Подібний техногенний вплив на навколишнє середовище приводить не тіль ки до загибелі лісів, лугів, пасовищ, вилученню з обороту орних угідь і втраті сіль ськогосподарської продукції, але й згубно впливає на соціально-економічну стій кість гірничо-промислового регіону.

Як один із захисних заходів від підтоплення і затоплення в світовій практиці застосовують закладку виробленого простору відпрацьованою породою, однак на шахтах Західного Донбасу її застосування позбавлене практичного значення. До слідженнями галузевих науково-дослідних інститутів встановлено, що через розмо клість та швидку руйнівність бокових порід, навіть при якісному виконанні, суха пневматична закладка може дати зменшення осідання земної поверхні не більше, ніж на 40%.

Відповідно до «ТЕО комплексу заходів щодо запобігання шкідливому впливу на поверхню від ведення гірничих робіт шахтами об'єднання «Павлоградвугілля»

для збереження високоцінних продуктивних земель, поліпшення стану навколиш нього середовища і відновлення біологічних властивостей підроблених шахтами Західного Донбасу земель ДДУ, ДСГА і НГУ розроблений комплекс інженерно технічних і меліоративних заходів щодо гірничо-технічної і біологічної рекульти вації земель. Метою гірничо-технічної і біологічної рекультивації є скорочення роз риву між початком відчуження земель та їх подальшим використовуванням в пере твореному виді.

Вагомим недоліком діючих нормативно-методичних документів є відсутність комплексної економічної оцінки негативних екологічних наслідків на різних етапах функціювання вугільних шахт.

Рекультивація порушених земель в гірничо-геологічних умовах шахт Захід ного Донбасу є важливим по значущості і досить трудомістким процесом гірничого виробництва. Перш, ніж приступити до рекультивації, необхідно встановити опти мальні варіанти її проведення, які б найбільшою мірою відповідали раціональному використовуванню земель.

З сукупності чинників (характер порушених земель, стан і перспектива роз витку гірничих робіт, цінність земельних угідь, інтенсивність розвитку сільськогос подарського виробництва, ступінь шкідливості порушених грунтів та ін.) необхідно враховувати, перш за все, ті, які визначають основний напрям рекультивації.

Відповідно до проектних рішень територію, в зоні діючих шахт Західного Донбасу, передбачається рекультивувати в сільськогосподарському напрямі. Для цього поверхня ділянок, що підробляються, повинна бути піднята (підсипана) шах тними породами на глибину вийнятих вугільних пластів.

Після відсипання шахтних порід і підняття території рекультивованих діля нок до проектних відміток поверхня їх повинна бути покрита шаром штучних грун тів, задача якого згасити токсичну дію шахтних порід і створити сприятливі умови для вирощування сільськогосподарських культур.

Питання економічної оцінки рекультивації земель достатньо широко освітле ні при видобутку корисних копалин відкритим засобом. Слід зазначити, що при розробці корисної копалини цим способом, порушувані землі вилучають з сільсько господарського використовування. Для економічної оцінки заходів щодо рекульти вації при цьому вибірають методи дослідження багатопланових великомасштабних проблем.

При підземному видобутку вугілля, відповідно до чинного законодавства, втрати сільськогосподарського виробництва, спричинені гірничими роботами, пе редбачається компенсувати шляхом одноразових виплат і рекультивацією земель з подальшою передачею їх у землекористування.

До заходів, виконуваних шахтами по запобіганню шкідливому впливу гірни чих робіт на поверхню відносять:

- залишення целіків вугілля під житловими і промисловими об'єктами;

- рекультивація земель шляхом підсипаючої породою шахти;

- пристрій відкритого дренажу для захисту лісонасаджень, пасовищ і дач них ділянок;

- реконструкція ділянок під'їзних залізничних шляхів і автомобільних доріг [1].

Для виконання масштабних робіт з рекультивації родючих й потенційно ро дючих грунтів використовують енергоємні вантажно-транспортні машини і механі зми - бульдозери, автоскрепери, екскаватори. На затоплених та підтоплених ділян ках виконують водопониження з осушенням для можливості роботи землерийних машин. Зняті грунти складують в тимчасові відвали або переміщують на відсипані породою ділянки для рекультивації. Укоси ділянок рекультивації зміцнюють поса дкою дерев і чагарників після закінчення технічного етапу рекультивації.

В процесі рекультивації родючих земель передбачають також створення лі сових смуг шириною не менше 20 м по зовнішніх контурах угідь через кожні 200 300м, з орієнтацією їх перпендикулярно пануючим вітрам в літній період.

Технічний етап рекультивації закінчується нанесенням на насипні порідні ді лянки почвогрунтів, що складаються з піщаного екрану потужністю 0,5м для ви ключення капілярного підняття грунтових вод, потенційно родючого шару 0,5м та родючого шару потужністю грунту 0,3м.

Почвогрунти відсипають з мінімальним розривом в часі після формування насипних ділянок з породи, що припиняє окислювальні процеси в них та сприяє кращій приживленності висаджуваних рослин.

Біологічна рекультивація порушених земель виконується після завершення гірничотехнічної і включає:

1. Підготовчий етап, направлений на поліпшення фізичних і біологічних вла стивостей грунтів, умов живлення рослин і розшарування порід;

2. Господарський, забезпечуючий підвищення родючості грунтів.

У Західному Донбасі за економічними міркуваннями основним напрямом ре культивації земель є використовування порушених територій під лісонасадження.

Обумовлено це тим, що при відновленні земель для сільського господарства витра ти на рекультивацію в 1,5…2.5 рази вище за витрати на відновлення земель, пере даваних до лісового фонду.

Для проведення робіт, зв'язаних з рекультівацей земель, в системі ВАТ «Павлоградвугілля» функціонує спеціалізований підрозділ рекультивації зе мель - ПСУРЗ. Нагляд за виконанням проекту рекультиваційних робіт виконує Держкомзем України, обласні управління та районні відділи по земельних ресур сах.

З метою збереження високоцінних продуктивних земель, поліпшення стану навколишнього середовища, відновлення біологічних властивостей підроблених земель шахти Західного Донбасу за виконаний ПСУРЗ обсяг робіт здійснюють від повідні взаєморозрахунки. Тобто всі роботи з проектування і рекультивації практи чно виконуються за рахунок підприємств з видобутку вугілля.

Слід зазначити, що в вугільній промисловості до теперішнього часу відсутні достатньо чіткі рішення щодо фінансування комплексних природоохоронних захо дів, направлених не тільки на повернення порушених земель до сільськогосподар ського або лісового фондів, але й на створення екологічно збалансованої системи, що уявляє економічну і естетичну (соціальну) цінність для гірничопромислового регіону. Зв'язано це, перш за все, з поділом всіх витрат на капітальні вкладення й експлуатаційні витрати, тобто всі витрати на природоохоронні заходи переносяться на собівартість вугілля, що видобувається. Однак спосіб переносу цих витрат не однаковий: капітальні вкладення переносяться на собівартість вугілля через амор тизацію, а експлуатаційні витрати – безпосередньо.

Така система цілком виправдана на стадії інтенсивного ведення гірничих ро біт і характерна для шахт, стабільно виконуючих план видобутку вугілля.

Однак в Західному Донбасі, не дивлячись на накопичений певний досвід ре культивації земель, в останній період спостерігається диспропорція (розриви) між темпами відробітку підготовлених до очисної виїмки запасів вугілля і відновлення земельних угідь, порушених підземними гірничими роботами. Обумовлено це інте нсивним запровадженням високопродуктивних механізованих очисних і прохідни цьких комплексів нового покоління. Крім того, в об'єднанні функціонують шахти, які допрацьовують промислові запаси та переводяться в категорію неперспектив них, тобто плановані до закриття або консервації.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.