CC BY
15
Ю.А. Ширманкин
ХАРАКТЕР СМЕЩЕНИЙ
ПОРОД ПРИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ
ОТРАБОТКЕ СВИТ КРУТОНАКЛОННЫХ
ПЛАСТОВ
На шахте "Зенковская" при отработке свиты пластов Садового, Пионер и Юнгор с кв. №2 север 1 крыло проводились инструментальные исследования с целью изучения характера и количественных величин проявления горного давления. Наблюдения велись в подготовительных выработках пластов Пионер и Юнгор при механизированной отработке пласта Пионер агрегатом АК-3 км.
В свите пласт Пионер залегает ниже пласта Садового на 19.0—22,0 м. Ниже пласта Пионер залегает пласт Юнгор с междупластьем 3.0—5.0 м, представленным алевролитами крепостью 60,0—70,0 Мпа.
Глубина горных работ от земной поверхности до вентиляционного горизонта составляет 60—80 м. Верхние горизонты всех трех пластов отработаны системой ДСО, между горизонтами оставлены целики угля высотой от 8 до 15 м. Пласт Пионер имеет сложное строение с наличием прослойки углистого алевролита мощностью 0,05—0,2 м, расположенного у кровли пласта. Мощность пласта 1,5—1,7 м, угол падения 48—52°.
Непосредственная кровля мощностью 1,6 м представлена среднезернистыми алевролитами прочностью 45—50 Мпа, основная — является почвой пласта Садового и представлена песчаниками мощностью 10—14м, прочностью до 85 Мпа. Непосредственная прочность пласта имеет мощность 0,5—1 м и состоит из крупнозернистого алевролита средней крепости и устойчивости. Основная почва мощностью 3—5 м является основной кровлей пласта Юнгор и представлена
мелкозернистым алевролитом прочностью на одноосное сжатие до 70 Мпа.
Наблюдения проводились в вентиляционном и VI параллельном штреке пласта Пионер при отработке агрегатом АК-3 км. Размер лавы по простиранию — 270 м, по падению — 40 м, средняя скорость подвигания — 45—63 м/мес. Вентиляционный штрек по пласту Пионер пройден в 1991 г. подрывкой пород почвы и закреплен крепью МТК-5 на протяжении 227 м от разрезной печи до десятой наблюдательной станции, а остальная часть — крепью А 13-22, сечением "вчерне” от 8,6 до 15,6 м2 с плотностью крепи 1,25 рам/м с деревянной затяжкой.
VI параллельный штрек пройден а 1991—92 гг. с присечкой пород почвы, имеет сечение *'в свету" 5,1 м2 и закреплен крепью МТК-5 с плотностью 1,0 рам/м с деревянной затяжкой.
На вентиляционном штреке было заложено 11 наблюдательных станций, на VI параллельном — 13, каждая из которых представляла два контурных ренера, расположенных по нормали к напластованию. На этих же станциях с помощью угломера фиксировались изменения контура крепи в пространстве.
Из нижеприведенной таблицы видно, что смещения пород в вентиляционном штреке значительно выше, чем в VI параллельном (конвейерном) штреке. Это объясняется наличием межгоризонтного целика и наложением опорного давления от отработанного верхнего горизонта.
№№ набл Станций [ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1) 12
расст, от разрез н , печи до станции, м 6/6 26/26 46/47 60/57 89/89 109/108 132/131 156/15: 176/175 196/191 227/22* -/251
смещения, мм 17/- 28/1 21/6 8/2 10/5 33/16 151/69 65/9 116/14 227/72 210/6 - /забой не дошел
Анализ данных показывает, что максимальные смещения пород зафиксированы при переходе агрегатом АК-3 км наблюдательных станций 7 и 10 как на вентиляционном, так и на конвейерных штреках.
Полученные результаты подтверждают выводы о том, что параметры опорного давления не остаются постоянными, а носят волновой характер в зависимости от величины пролетов зависания пород основной кровли; причем максимум величины опорного давления достигается в момент обрушения основной кровли, а минимум — после обрушения.
По этим же данным можно заключить, что было два периода формирования зон опорного давления. При этом в надработанном вентиляционном штреке пласта Юнгор при первичном обрушении основной кровли в зоне наблюдаемых станций 5,6,7 крепь была полностью разрушена и выработка завалена. Оставшаяся крепь штрека пласта Юнгор была усилена постановкой деревянных рам под замки А 13—22. Эта смещенная крепь при вторичном обрушении основной кровли подвергалась значительным деформациям с порывом замков крепи А 13—22 и поломкой нескольких деревянных стоек и верхняков в зоне наблюдательных станций 8,9,10, но выработка была сохранена.
Наблюдения за изменением контура крепи показали, что преимущественное направление проявления горного давления отмечено на контакте рам крепи с кровлей пласта, поэтому крепи А 13—22 и МТК, особенно на
вентиляционном штреке (пластов Пионер, Юнгор), оказались неустойчивыми, так как стойки у лежачего бока пластов выдавливались из приямков при развороте рам. Угол наклона стоек изменялся на 3—9° от первичного угла установки (разбалаганки), а крепь "заваливалась" по линии простирания ка 7—9°. В результате рамы крепи оказывались не подбученными со стороны кровли и бортов выработки, а на сопряжении с очистным забоем уголь со стороны кровли высыпался и стойки приходилось убирать (на вентиляционном штреке) на 3—5 м впереди очистного забоя, а верхняки поддерживать установкой деревянных стоек ("мальчиков”) и анкеровать кровлю пласта.
Таким образом, резкое возрастание опорного давления в момент просадок основной кровли необходимо учитывать при выборе средств поддержания подготовительных выработок, а время их проведения при отработке свиты пластов выбирать в соответствии с "Указаниями по рациональной разработке свит сближения крутых и крутонаклонных пластов Кузбасса"*.
Крепь выработок и сопряжений их с очистными забоями в местах возрастания горного давления необходимо планировать с завышением их несущей способности и податливости в направлении преимущественного распространения проявления горного давления.
* Указания по рациональной разработке свит сближения крутых и крутонаклонных пластов Кузбасса. Л., ВНИМИ, 1985, 40с.
(Ж)
