Управление состоянием массива при совместной отработке свиты пологих газоносных угольных пластов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ “НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97"

МОСКВА, МГТУ, 3.02.97 - 7.02.97

СЕМИНАР 1 “ ПРОБЛЕМЫ ЗАБЛАГОВРЕМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ (ДОБЫЧИ) МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

С.А. Соколов

ПО “Ленинскугопь” шахта им. Седьмого ноября

УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ МАССИВА

ПРИ СОВМЕСТНОЙ отработке свиты пологих

ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Отработка свиты пологих угольных пластов осуществляется в определенном порядке, который может быть нисходящим, восходящим или смешанным. Он в основном определяется склонностью разрабатываемых пластов к гео-динамическим и газодинамическим давлениям. При отсутствии таковой, как правило применяется нисходящий порядок отработки. Восходящий порядок необходим в случаях, когда вышележащий пласт (или пласты) опасен по внезапным выбросам угля и газа или весьма газоносен, склонен к горным ударам, значительно обводнен. При этих условиях подработка позволяет предотвратить внезапные выбросы угля и газа, уменьшить газовыделение в горные выработки, снизить или устранить опасность возникновения горных ударов, осушить обводненные пласты. В определенных случаях применяется смешанный порядок отработки.

Независимо от порядка, отработка первого пласта оказывает влияние на остальные. С точки зрения геомеханики при отработке - подработке существенно изменяется напряженное состояние массива. В нем возникают зоны, в которых свойства массива значительно отличаются от первоначального состояния. В первую очередь это относится к зонам разгрузки и опорного давления, а также защищенной зоне. Расположение подготовительных выработок в частично разгруженной от горного давления зоне по-

ложительно сказывается на их устойчивости. При этом важное значение имеет разнесение горных работ по пластам свиты во времени и пространстве, что исключает попадание выработок в зоны повышенного горного давления и позволяет обеспечить благоприятные условия для их поддержания, а также улучшить условия управления горным давлением в очистных забоях.

Результаты многочисленных исследований показали, что подработка не вызывает особых осложнений при выемке вышележащих пластов, если они не расположены в зоне беспорядочного обрушения. При этом важнейшим фактором, влияющим на возможность первоочередной выемки нижележащих пластов, является мощность междупластья. Рядом авторов предложены расчетные формулы для определения минимально допустимой мощности междупластья, принятой в качестве критерия безопасной подработки. Они учитывают мощность пласта, угол падения и коэффициент разрыхления пород в зоне обрушения. В этой же работе отражен положительный опыт отработки сближенных пластов на шахтах Карагандинского бассейна. Авторы работы на основании результатов многочисленных исследований показывают, что изменение состояния подработанного пласта приводит к возникновению определенных сложностей в управлении кровлей и выемке угля.

І60

Определенные трудности возникают и при отработке пласта ’’Байкаим-ский” (шахта им. 7 Ноября ПО “ Ленин-скуголь). В настоящее время шахта отрабатывает четыре угольных пласта: “По-лысаевский - 2”, “Полысаевский - 1”, “Надбайкаимский - 2” и Байкаимский”. Последний из них является наиболее продуктивным ( = 4,5м). По газовому фактору шахта отнесена к сверхкатегорным ( относительная газообильность - 16,9 м3/т, а абсолютная - 44,86 м3/мин.). С глубины 150 м шахта отнесена к угрожаемым по горным ударам.

В пределах шахтного поля угольные пласты отрабатываются в нисходящем порядке длинными столбами по простиранию в комплексно-механизированных очистных забоях. Отработка пластов “Надбайкаимский - 1” и “Надбайкаимский - 2” привела к надработке пласта “Байкаимский” (мощность междупластья 48 м и 74 м соответственно).

Шахта “Комсомолец” отрабатывает угольный пласт “Бреевский” мощностью 3,05 м, расположенный на 190 м ниже пласта “Байкаимский”. Это приводит к подработке уже надработанного пласта.

Несогласованность планов развития горных работ по указанным пластам, отрабатываемых разными шахтами, приводит к тому, что выработки, проведенные по пласту “Байкаимский” попадают в зону повышенного горного давления от ведения горных работ по пласту “Бреевский”. Следствием этого является снижение их устойчивости и возникновение определенных сложностей при управлении кровлей в очистных забоях.

Подготовительные выработки по пласту “Байкаимский” проводятся комбайновым способом и крепятся металлической арочной или смешанной трапецевидной крепью. Отдельные участки выработки могут быть закреплены металлической анкерной крепью. Располагаются участковые выработки в массиве горных пород или вприсечку к вырабо-

танному пространству и погашаются позади лавы.

Подготовительные выработки лавы № 1355 (пласт “Байкаимский”) подрабатывались лавой № 1710 (пласт

“Бреевский”). Несмотря на независимость разрабатываемых пластов и значительную мощность междупластья в конвейерном штреке № 1355 визуально отмечено увеличение интенсивности пучения почвы в зоне влияния подрабатывающей лавы. На отдельных участках крепь выработок значительно деформировалась, что приводило к перекрепле-нию участков выработки. Таким образом в результате подработки конвейерный штрек № 1355 был в определенной степени деформирован еще до подхода лавы № 1355. Аналогичная ситуация возникает и в других подготовительных выработках, проведенных по пласту “Байкаимский” и подрабатываемых горными работами по пласту “Бреевский”.

Это позволяет сделать вывод, что подработка пласта “Байкаимский” приводит к снижению устойчивости подготовительных выработок, что негативно влияет на эффективность ведения горных работ.

В сложившейся горнотехнической ситуации, когда горные работы по рассматриваемым пластам довольно сложно разнести в пространстве и времени необходимо изыскивать пути и способы предотвращения негативного влияния подработки. Они могут быть определены на базе знаний закономерностей поведения подработанного массива. Для этого необходимо провести исследования проявлений горного давления в подготовительных выработках и очистных забоях в надработанно-подработанном массиве. Полученные результаты позволяют определить пути и способы, а также их параметры, направленные на снижение негативного влияния подработки и повышение эффективности ведения горных работ по пласту “Байкаимский”.

В первую очередь необходимо выделить два направления исследований:

• установить влияние оставляемого на границе выработанного пространства целика шириной 4 м на устойчивость присечной выработки и в связи с этим дать геомеханическое обоснование ее расположения относительно границ выработанного пространства;

• определить оптимальный вариант расположения дегазацион-

ных скважин в условиях подработки пласта “Байкаимский”.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1, Технология отработки сложных и некондиционных пластов Карагандинского бассейна. - Нефедов П.П., Дрижд H.A., Квон С.С. и др. - Карганда, 1995, с. 332.

© С.А.Соколов