«М Е Т ОД И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я К ВЫПОЛНЕНИ Ю ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОГО ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ Донецк – Д онНТУ – 2010 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ...»

Для выработок, расположенных под углом к простиранию, значение коэффициента K L принимают как среднее между значениями по простиранию и вкрест простирания.

Для наклонных выработок величину коэффициента K L принимают как для горизонтальных выработок, пройденных по простиранию.

Рис. 4.1 – Схема построения целиков для охраны околоствольных и вскрывающих выработок от вредного влияния надработки и подработки: а – на разрезе по простиранию; б – на разрезе вкрест простирания Расчетная глубина расположения выработки Hр вычисляется по формуле где H – фактическая глубина расположения выработки от земной поверхности;

k – коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива по сравнению с напряженным состоянием массива от собственного веса толщи пород.

Для участков выработок в зонах влияния разрывных нарушений с амплитудой свыше 50 м, в замках складок радиусом меньше 100 м значение коэффициента k принимается на основе экспериментальных данных, а при их отсутствии – равным 1,5. В остальных случаях допускается значение k принимать равным единице.

Расчетное сопротивление вмещающих пород сжатию Rc по контуру поперечного сечения выработки определяется с учетом всех пересекаемых выработкой слоев (пластов) мощностью более 0,5 м, залегающих на расстояниях от контура сечения выработки: в кровле – 1,5b, в почве и боках выработки – b, где b – ширина выработки (вчерне).

Расчетное сопротивление пород сжатию отдельных слоев Rc определяется с учетом нарушенности породного массива по формуле где R – среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, экспериментально устанавливаемое по результатам испытания образцов пород (при определении прочности пород по коэффициенту крепости f пересчет в мегапаскалях производят по формуле R 10 f ); k c – коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления, либо с малой связностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои и др.).

При известных расстояниях между разломами керна разведочных скважин значение коэффициента k c определяют по табл. 4.2.

Значения коэффициента k c по керну разведочных скважин В зонах влияния геологических нарушений коэффициент kс определяется по табл. 4.3.

При изменении сопротивления пород сжатия отдельных слоев в кровле, боках и почве выработки в пределах до 30 надо найти среднее расчетное сопротивление пород сжатию Rc для всей выработки где Rc1, Rc2,..., Rcn – расчетные сопротивления слоев пород сжатию (МПа), определяемые по формуле (4.3); m1, m2,..., mn – мощности слоев, м.

Вне пликативных нарушений с радиусом меньше 300 м и вне зоны влияния дизъюнктивных нарушений на расстоянии от них более 0, 4 N ( N – нормальная амплитуда нарушения, м) В пликативном нарушении с радиусом меньше 300 м или в зоне влияния дизъюнктивного нарушения на расстояниях от него от 4 N 0, Непосредственно в дизъюнктивном нарушении на расстояниях от него менее N В случаях, когда расчетное сопротивление слоев сжатию изменяется в пределах более 30, следует отдельно определять по формуле (4.4) расчетное сопротивление пород сжатию Rc для кровли, боков и почвы выработки.

Для охраны наклонных и горизонтальных выработок, проводимых по разрабатываемому пласту или в непосредственной близости от него, ширину угольных целиков в каждую сторону от крайней выработки на разрезах по простиранию и вкрест простирания принимают не менее размеров зоны вредного воздействия опорного давления L0 от очистных работ (рис. 4.1, а, б).

Следует отметить, что на рис. 4.1 показан общий случай построения целиков для охраны наклонных и горизонтальных выработок в разрабатываемом пласте при надработке и подработке. Естественно, при отработке одиночных пластов целик строится только в плоскости разрабатываемого пласта. В случаях надработки или подработки строятся целики по пласту, по которому или в непосредственной близости от которого пройдены выработки, и по вышележащим или нижележащим пластам.

Для выработок, закрепленных жесткой крепью, значения L0 при углах падения пластов до 35° и среднеобрушающихся породах основной кровли определяют по табл. 4.4 в зависимости от расчетной глубины расположения выработки H р и расчетного сопротивления вмещающих пород сжатию Rc.

Влияние обрушаемости основной кровли на ширину угольных целиков учитывают умножением найденных по табл. 4.4 значений L0 на коэффициент K кр, который принимается равным 0,8 при легкообрушающейся основной кровле, 1 – при среднеобрушающейся и 1,2 – при труднообрушающейся основной кровле.

Для выработок, закрепленных крепью с податливостью не менее 300 мм, ширина целиков может быть уменьшена на 25, а с податливостью 500 мм – на 35 по сравнению с шириной целиков у выработок с жесткой крепью.

Для пластов с углами падения от 35 до 55, указанные в табл. 4. размеры L0 уменьшаются на 20, а при углах падения свыше 55 – на 40.

Ширина угольных целиков для выработок с жесткой Расчетная Ширина угольных целиков L0 (м) при расчетном сопротивлении глубина пород сжатию на контуре выработки с жесткой крепью R, МПа выработки 4.2 Построение целиков для охраны выработок от вредного Охрану околоствольных и вскрывающих выработок от вредного влияния надработки осуществляют целиками угля в вышележащих пластах при расстояниях по нормали hн от кровли выработки до почвы вышележащего пласта менее безопасной высоты надработки hб.н (рис. 4.1).

Для выработок, закрепленных жесткой крепью, безопасная высота надработки при углах падения пластов до 35° находится по табл. 4.5 в зависимости от расчетной глубины расположения выработки и расчетного сопротивления вмещающих пород.

Влияние обрушаемости пород основной кровли надрабатываюшего пласта учитывается умножением hб.н на коэффициент K кр, значение которого для легкообрушающейся кровли принимается равным 0,8, для среднеобрушающейся – 1 и для труднообрушающейся – 1,2. При залегании в междупластье мощных слоев песчаника данные табл. 4.5 уменьшаются на 20.

Для выработок, закрепленных податливой крепью с податливостью не менее 300 мм, безопасная высота надработки hб.н может быть уменьшена на 30, а при креплении выработок крепью с податливостью 500 мм – на 50 по сравнению с данными табл. 4.5 для жесткой крепи.

Безопасная высота надработки hб.н (табл. 4.5) при залегании пластов от 35 до 55 уменьшается на 20, а при углах падения свыше 55 – на 40.

Построение целиков в вышележащих пластах на разрезах вкрест простирания и по простиранию для охраны выработок от вредного влияния надработки выполняется согласно рис. 4.1. При этом ширина целиков на вышележащих пластах равна ширине целиков на пласте, по которому или в непосредственной близости от него пройдены выработки.

Безопасная высота надработки для выработок с жесткой Расчетная Безопасная высота надработки hб.н (м) при расчетном глубина сопротивлении пород сжатию на контуре выработки с жесткой 4.3. Построение целиков для охраны выработок от вредного Охрану околоствольных и вскрывавших выработок от вредного влияния подработки осуществляют целиками угля в нижележащих пластах при расстояниях по нормали hп от почвы выработки до кровли нижележащего пласта менее безопасной высоты подработки hб.п (рис. 4.1).

Для выработок с жесткой крепью при углах падения пластов до 35° и отсутствии между нижележащим пластом и выработкой мощных слоев песчаника безопасная высота подработки определяется по табл. 4.6, где m – вынимаемая мощность подрабатывающего пласта.

Безопасная высота подработки для выработок с жесткой Расчетная глубина выработки H р м Безопасная высота подработки hб.п, м При залегании в междупластье мощных слоев песчаника безопасная высота подработки, определенная по табл. 4.6, уменьшается на 20.

Для выработок с податливой крепью при углах падения пластов до 35 и вынимаемой мощности подрабатывающего пласта 1 м безопасная высота подработки определяется по табл. 4.7.

Безопасная высота подработки для выработок с податливой крепью при углах падения пластов до 35° и вынимаемой Расчетная глубина сопротивлении пород сжатию на контуре выработки с расположения податливой крепью податливостью 300 мм Rc, МПа При мощности подрабатывающего пласта, отличной от 1 м безопасную высоту подработки hб.п, определенную по данным табл. 4.7, умножают на коэффициент k m.п, значения которого приведены в табл. 4.8.

Вынимаемая мощность При отработке подрабатывающего пласта с закладкой для определения безопасной высоты подработки по табл. 4.8 вместо вынимаемой мощности m принимают эффективную мощность подрабатывающего пласта mэ, которая рассчитывается по формуле где hк – сближение кровли с почвой в лаве (конвергенция) до возведения закладки; при отставании закладки от забоя на 8–20 м и при отсутствии данных наблюдений принимается hк 0,15m ; hн – неполнота закладки (среднее расстояние от верха закладочного массива до кровли пласта), определяемая по опыту; m – вынимаемая мощность пласта; B1 – коэффициент усадки закладки, определяемый по фактическим данным, а при отсутствии таких данных по табл. 4.9.

При разработке пластов с углами падения от 35 до 55 безопасная высота подработки, рассчитанная по табл. 4.6 и 4.7 при углах падения до уменьшается на 20, а при углах падения свыше 55 – на 40.

Гидравлическая:

Самотечная:

Поскольку на состояние подрабатываемых выработок наряду с опорным давлением оказывает влияние и процесс сдвижения толщи горных пород, то построение целиков на разрезах по простиранию и вкрест простирания для охраны выработок от вредного влияния подработки производится с учетом углов сдвижения (рис. 4.1).

Углы сдвижения для различных угольных бассейнов определяются в соответствии с Правилами охраны [9].

В Донецком бассейне значения углов сдвижения применяются равными:

подработанной толще каменноугольных пород во всех районах бассейна, кроме Западного Донбасса и районов залегания углей марок ПА и А;

б) 85 ; 85 0,8, но не менее 30° в неподработанной толще каменноугольных пород в районах залегания углей марок ПА и А, в подработанной толще значения углов сдвижения уменьшаются на 5°;

в) 75 в неподработанной и подработанной толще каменноугольных пород в Западном Донбассе.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зборщик М.П. Механизм сдвижений пород надрабатываемой толщи при отработке пологих пластов на глубоких горизонтах // Разраб. месторождений полезных ископаемых : Респ. межвед. науч.-техн. сб.- 1984. - Вып. 67.

2. Теория защитных пластов / И.М.Петухов, А.М.Линьков, В.С.Сидоров, И.А.Фельдман. - М.: Недра, 1976. - 224 с.

3. Черняев В.И. Расчет напряжений и смещений пород при разработке свиты пластов. - К.: Технiка, 1987. - 148 с.

4. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. - М.: Минуглепром СССР, 1989. с.

5. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам. - Л.: ВНИМИ, 1988. с.

6. Указания по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты угольных пластов мощностью до 3.5 м с углом падения до 35° / С.Т.Кузнецов, Д.Г.Пекарский, В.В.Сычев и др. - Л.: ВНИМИ, 1984. - 62 с.

7. Методические указания по управлению горным давлением при разработке сближенных пластов Донбасса с углами падения свыше 35° в зонах повышенного горного давления / Ф.Н.Воскобоев, Н.А.Шаповал и др.- Л.:

ВНИМИ, 1985.- 47 с.

8. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР / К.А.Ардашев, Н.П.Бажин, Ю.М.Басинский и др. - Л.: ВНИМИ, 1985.- 222 с.

9. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных выработок на угольных месторождениях. - М.:

Недра, 1981. - 288 с.

10. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. - М.: Недра, 1986. - 447 с.

11. Положение о порядке и контроле безопасного ведения горных работ в опасных зонах. - С-Пб., 1994. - 28 с. (М-во топлива и энергетики РФ. НИИ горн. геомех. и маркшейд. дела).

12. Черняев В.И., Бокий В.Б., Новичихин И.Н. Проявления горного давления при разработке свит пологих пластов Донбасса, опасных по внезапным выбросам угля и газа // Внезапные выбросы в угольных шахтах. М.: Недра. - 1970.

13. Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок. - Л.: ВНИМИ, 1984. - 66 с.

14. Инструкция по производству маркшейдерских работ / МУП СССР, ВНИМИ. - М.: Недра, 1987. - 240 с.