CC BY
20
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК*
I Воронков А.К.. ХавинА.Ф. В Кизеловском угольном бассейне. - М.: - Углетехиздат. 1953. - 212 с.
2. Каппам Н И. Как были открыты угли в Кизеловском бассейне// Уголь. - №8. - 1949. - С.35-37.
3. Меньшакова В.Д. Кизеловскому угольному бассейн)' 150 лет // Уголь. - 1947. - №9. - С.35-37.
4. Угольная промышленность СССР: Ежегодный статистический справочник. - М.: ЦНИЭИуголь. 1970-1998.
5. Угольная промышленность СССР: Статистический справочник. - М.: Углетехиздат, 1957. - 368 с.
УДК 622.268.016.342:622.33
A.M. Вандышев, А.И.Тучной
К ВОПРОСУ ВЫБОРА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИХ НАДРАБОТКЕ
Эффективность применения полной полевой подготовки пластов с самовозгорающимися углями во многом определяется устойчивостью полевых выработок.
Устойчивость полевых выработок зависит от большого количества горно-геологических и горнотехнических факторов: глубины расположения, физико-механических свойств вмещающих пород, места расположения выработки относительно краевой части пласта и почвы надрабатываемого пласта, количества надработок и т.д.
Вредное влияние очистных работ на надрабатываемые полевые выработки проявляется как в зоне временного опорно! о давления, гак и в зоне остаточного опорного давления, последнее сохраняется в течение 8-10 лет и более, т.е. на весь срок службы надрабатываемых выработок. Условием устойчивости полевых штреков является их размещение в зоне разгрузки пород от горного давления, т.е. местоположение полевой выработки в почве надрабатывающего пласта должно планироваться с учетом последующего надрабатывающего влияния этого пласта.
Для правильного расположения горизонтальной полевой выработки относительно надрабатывающего пласта необходимо знать заранее два основных параметра се заложения [1,3-7]: расстояние от выработки до кромки пласта L„ (границу зоны разгрузки) и минимальную глубину заложения выработки под нарабатывающим пластом А„ (см.рисунок). Окончательное решение о местозаложении полевого штрека принимается при установленных значениях LH и hH с учетом расположения его в устойчивых породах кровли, что иногда приводит к некоторому увеличению их значений. Однако, если это приводит к значительному увеличению параметров LH и //„ . необходимо технико-экономическое сравнение конкурирующих вариантов места заложения полевого штрека, когда нужно дополнительно учитывать, с одной стороны, увеличение стоимости затрат на проведение более протяженных выработок (промежуточных квершлагов, гезенков), с другой. -снижение расходов на поддержание полевых выработок [1].
В практике эксплуатации полевых штреков наблюдаются как случаи их однократной надработкн отдельными пластами различной мощности (до 5 м), так и многократной надработки
Схема расположения полевого штрека в почве пласта:
1 - полевой иггрек, 2 - пластовый штрек, А - зона остаточного опорного давления от целика угля. В - зона влияния временного опорного давления при иадработке пласта
при последовательной выемке нескольких сближенных пластов или нескольких слоев мощного пласта. Натурные наблюдения, а также моделирование процессов в лабораторных условиях свидетельствуют о некоторых различиях влияния однократной и многократной надработки на устойчивость полевых выработок. Ниже приводятся результаты исследований и рекомендации по выбору местоположения полевых выработок для различных условий надработки (табл 1).
Установлению параметров и А„ при однократной надработкс полевых выработок посвящено значительное количество исследований, выполненных для различных угольных бассейнов [1-7]. Несмотря на некоторый разброс значений указанных параметров, что в некоторой степени объясняется значительными различиями физико-механических условий вмещающих пород, сохраняется общая тенденция влияния основных природных и технических факторов на определение места заложения полевого штрека. В приведенных исследованиях даны не только рекомендуемые значения параметров и А* , но и приведены необходимые эмпирические формулы для их расчета.
Таблица 1
Значение расчетных величии ¿н и //„
Бассейн, месторождение Глубяна разработки. Я.м. Угол падения, Ь, град А»« Примечание
Донецкий [ 1,3] //=100-600 м а= 15-40° 15-40 1-65» 15-90 -
Челябинский (П //= 300-600 м а= 10-30° 15-17»» 31-34 12-18* 24-36 /£45°
Кузнецкий (7) //= 200-400 м «=0-25° 18-35 15-30 ¿„¿> кн
Карагандинский (6) Я=300-600 м И >300-1200 м И >1200-1500 м 20-25 25-35 35-40 15-20 20-25 25-30
Интинское [4| //=200-400 м И-400-600 м 20-25 25-35 10-14 14-18 50°
• - в числителе и знаменателе соответственно для пород средней устойчивости и неустойчивых; •• • н числи геле и знамешателе, соотвстсгаемио, ДЛЯ легкообрушаемых и труднообрушаемых пород основной кровли
Значения параметров ¿„ и Аи> определяющие местоположение полевого штрека в почве надрабатывасмого пласта с учетом вредного влияния зон остаточного и временного опорного давления, приведены в табл.1.
Основная часть результатов исследований по определению параметров ¿„ и И„ использована в практических рекомендациях пс расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах [1].
Многократная надработка полевых выработок происходит при отработке свиты сближенных пластов или мощных пластов наклонными слоями.
Общепризнанным было мнение, что характер деформаций в выработке при повторной ее надработке такой же, как и при первой надработкс; более того, считалось, что величины деформаций при второй и последующих надработках даже имеют меньшее значение.
Однако исследования надрабатывающего влияния на полевые выработки нескольких сближенных пластов, проведенные на моделях из эквивалентных материалов [2], а также натурные инструментальные наблюдения на шахтах Карагандинского [6] и Челябинского [1] угольных бассейнов показали, что необходимо учитывать характер надработки и влияние второй и последующих надработок пластов (слоев мощного пласта) на устойчивссть полевых штреков в его почве. Каждый пласт или слой мощного пласта увеличивает величину деформации штрека по сравнению с однослоевой надработкой, что связано с увеличением глубины заложения полевого штрека под надрабатывающим пластом (Ач.м).
Установлено, что каждый последующий слой надрабатывающего пласта (или вышележащий пласт, если расположен на расстоянии зоны влияния надработки) увеличивает глубину заложения
штрека (Аи) в среднем на 8-12 % по сравнению с глубиной зон его заложения при ной выемке. Результаты исследований и рекомендации по выбору места заложения штрека в почве пласта при многократной надработке приведены в табл. 2.
Таблица 2
Глубина заложения полевого штрека при многократной его надработке
Бассейн Гл><5ина заложения полевого иттрека. м h., м при двуслойной выемке пласта мощностью 6,6 M А» м при однослойной выемке пласта мощностью 3,15 м Примечание
Карагандин- 200-400 13-30 8-2 S' -
ский [6J 7-17 5-15
>400-600 37-44 32-40
21-20 19-21
Челябинский [11 300^00 >400-600 20-29 24-33 16-24 20-28 Для пород средней УСТОЙЧИВОСТИ
• - в числителе и знаменателе соответственно для пород с пределом прочности на одноосное сжатие 20 и 40 M Пл.
Заложение наклонных выработок в почве надрабатывающего пласта, как и горизонтальных, определяется параметром Ь„ для соответствующих условий разработки
Проведенный анализ показывает, что, несмотря на различные теоретические подходы и методы исследований (моделирование на эквивалентных материалах и натурные инструментальные наблюдения) при решении задачи установления местоположения полевого штрека под надрабатывающим пластом, а также существенные различия природных условий и фнзнко-мсханнчсских свойств пород пластов, в которых проводились эти исследования, полученные результаты имеют общие тенденции зависимости от основных влияющих факторов: глубины разработки, физико-механических свойств вмещающих пород, мощности надрабатывающего пласта, - что позволяет использовать результаты исследований для различных условий поддержания полевых выработок.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бесцеликовая отработка мощных пологих и наклонных пластов / Корнилков В Н., Вандышсв А.М, Таскаев В.В.и др. - М.: Недра, 1998. -171 с.
2. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт / Давыдович И.Л, Бажин Н.П.„Коренной Ю.П. и др. - М.: Недра. 1977. -288 с.
3. Кузьмич А.С.. Калюжный И.Г., Видулин А.Б. Расположение нолевых вырлбокж при разрабшке угольных месторождений. - М.: Недра, 1981. - 188 с.
4. Мичков В.А., Тучной А.И. Установление местоположения полевых штреков при разработке пластов Интинского угольного месторождения // Тезисы докладов к конференции по итогам научно-исследовательских работ, выполненных в 1968 году. - Свердлове»; 1969.
5. Охрана подготовительных выработок без целиков / Бажин Н.П., Райский В В., Волков Ю В. и др. -М.: Недра, 1976. -296 с.
6. Указания по охране и рациональному расположению кодготовительных выработок на пластах основных бассейнов страны. Раздел Ш. Охрана подготовительных выработок при разработке мощных пластов пологого и наклонного залегания (Карагандинский бассейн). Обоснование и проект Указаний... . -Караганда, 1974. - 148 с. : 6 приложений.
7. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР / МУП СССР, ВНИМИ. - Л., 1985. - 222 с
