CC BY
27
© A.B. Никифоров, 2014
УДК 622.272.62 А.В. Никифоров
ВЛИЯНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ НА ПЛАНИРОВАНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Рассмотрены главные параметры дизъюнктивных геологических нарушений и их влияние на разработку сближенных пологих угольных пластов. Ключевые слова: сближенные пласты, разрывные нарушения.
Разрывные нарушения угольных пластов являются одним из наиболее распространенных геологических факторов, которые осложняют проведение горных работ. На горные работы влияют не только крупные нарушения с амплитудой в несколько десятков или сотен метров, но и мелкие разрывы с амплитудой от долей метра до нескольких метров.
Влияние величины амплитуды на горные работы рассмотрено ниже в классификации разрывов по их величинам. На условия отработки угольного пласта значительное влияние оказывают также форма разрыва, его пространственное положение и сочетание с угольным пластом. В данной статье рассмотрены градации классификационных признаков и их влияние на горные работы.
Одной из основных классификаций [1] является классификация по морфологическим признакам, включающая в себя следующие признаки:
- направление относительного перемещения крыльев дизъюнктива
- угол падения сместителя;
- характер проявления смести-теля;
- угол между линией простирания пласта и линией скрещения;
- соотношение между направлениями падения пласта и сместителя.
Направление относительного перемещения крыльев дизъюнктива определяют в вертикальном сечении вкрест простирания сместителя по положению пласта в крыльях. Условно принимают, что лежачее крыло является неподвижным, а перемещается висячее крыло. При его перемещении вверх образуется взброс, а при перемещении вниз — сброс
При взаимном перемещении крыльев в горизонтальном направлении образуются сдвиги. Вертикальная амплитуда у сдвигов равна нулю. Кроме указанных разрывов, существует и целый ряд промежуточных форм: взбрососдвиги, сбрососдвиги и т. д., образующиеся при одновременном перемещении крыльев как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.
Данный признак определяет необходимое изменение направления и длину горной выработки, вскрывающей смещенную часть пласта. В случае если забой выработки находится в поднятом крыле нарушения, то переход осуществляется, как правило, с подрывкой пород кровли пласта; если забой находится в опущенном крыле
В 3 б ¡0 0 с ы * С б р о с ь!
С оГЛ&Смые несогласные согласные несогласные
У=-90° / V" I / ! , у>эоу х
у^ЭО* 1 ■ у, лг п \ Я У<90> Ж 4И0' / ;+" / ^ /
Возможные направления перемещения крыльев дизъюнктива [1]
нарушения, то переход осуществляется, как правило, с подрывкой пород почвы пласта.
По направлению относительного перемещения крыльев выделяют три класса форм разрывов: взбросы, сбросы и сдвиги (рисунок).
Угол падения сместителя (а) характеризует положение разрыва относительно горизонта. По значению а выделяют пологопадающие и крутопадающие разрывные нарушения. Взбросы с углом падения сместителя до 25° называются надвигами. Направление относительного перемещения крыльев и угол падения сместите-ля, как правило, отражают характер существовавших напряжений в горном массиве, что облегчает познание генетических особенностей образования разрывов. Данный фактор оказывает влияние на технологию перехода нарушения и на величину эксплуатационных потерь угля. При одинаковой амплитуде смещения отрицательное влияние разрыва будет зависеть от угла падения сместителя. По-
логопадающий сброс даже небольшой амплитуды при пересечении также пологопадающего пласта может вызвать необходимость проведения квершлага или уклона значительной длины. Взброс с аналогичными параметрами приводит к большим потерям угля в подрабатываемой части пласта или к неожиданному обрушению кровли. При крутых углах падения сместителя длина выработки, проходимой по породе, существенно уменьшается. Также в сбросах и взбросах сместитель может выступать в качестве границы защищенной зоны, увеличивая ее фактические размеры.
Характер проявления сместителя. Образование разрыва связано с возникновением трещины, по которой происходит смещение блоков пород. Трещина-сместитель имеет некоторую мощность, ограниченную плоскостями его лежачего и висячего крыльев. Сместитель редко имеет плоскостной характер на всем своем протяжении. В зависимости от состава и прочности пород, характера и направления
движения крыльев сместитель может быть представлен искривленной поверхностью, неровной или местами отшлифованной, а также зоной нарушенных (дробленых) пород. В отдельных случаях смешенные блоки пород притерты друг к другу и непосредственно контактируют, в других случаях они разобшены открытой трешиной относительно небольшой ширины или зоной перемятых, дробленых пород более значительной мошности. Характер проявления сместителя (тре-шина или зона дробления) определяет условия проведения горных выработок, так как он оказывает сушествен-ное влияние на устойчивость пород в зоне нарушения и безопасность ведения горных работ на обводненных пластах и пластах, опасных по внезапным выбросам. Относительно благоприятные условия при смести-теле, представленном одиночной закрытой трешиной. При наличии открытых трешин условия поддержания выработки ухудшаются. Наименее благоприятные условия возникают в случае, когда сместитель представлен мошной зоной дробления.
В связи с вышеизложенным, можно выделить следуюшие виды сместите-лей:
а) закрытая трешина;
б) открытая трешина;
в) зона дробления (зона интенсивно нарушенных пород).
Также необходимо отметить, что сместитель является проводником газа при пересечении им высокогазоносных пластов.
Угол между линией простирания пласта и линией скрещения является важным классификационным признаком с точки зрения проектирования и ведения очистных работ, так как в значительной мере определяет параметры системы разра-
ботки Истинное значение данного угла следует определять в плоскости пласта.
На пластах горизонтального и субгоризонтального залегания вместо угла между направлением простирания пласта и линией скрешения предлагается использовать угол между направлением движения очистного забоя и линией скрешения.
Наиболее отрицательное влияние на ведение очистных горных работ оказывают продольные разрывы, линия скрешения которых образует относительно небольшой угол с линией простирания пласта. Наименьшее отрицательное влияние оказывают поперечные разрывы. Соотношение между направлениями падения пласта и сместителя характеризует согласное или несогласное залегание плоскостей сместителя и пласта. В вертикальном сечении согласное залегание выражено наклоном плоскостей пласта и сместителя в одну сторону; несогласное залегание — наклоном плоскостей в разные стороны.
Угол между линией простирания пласта и линией скрещения оказывает сушественное влияние на горные работы. Данный признак в значительной мере определяет рациональное расположение выемочных столбов и полноту извлечения угля, а также продолжительность времени отрицательного влияния разрыва на очистные работы. Наибольшие осложнения возникают при продольном положении разрывного нарушения к фронту очистных работ: механизированный комплекс может преждевременно выйти из строя, и т.д.
Выводы
1. Дизъюнктивные геологические нарушения оказывают значительное влияние на горные работы, вследствие того, что в зонах их влияния
происходит изменение поля напряжений, изменение крепости и физико-механических свойств пород и другие изменения, изменяющие привычную картину ведения горных работ.
2. Стоит также отметить, что дизъюнктивные геологические нарушения влияют на параметры защищенных зон, т.е. зон в которых вследствие подработки произошла дегазация до безопасных величин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Любич Г.А., Мишин Н.И., Панфилов механизированной их отработке. -Л.: ЛГИ, А.П. Методы изучения и оценки тектониче- 1990, -64 с. н'.иа ской нарушенности угольных пластов при
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Никифоров A.B. - аспирант, кафедра разработки месторождений полезных ископаемых, e-mail: [email protected],
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
А
УДК 622.272.62
FAULT INFLUENS ON MINING OPERATIONS PLANNING FOR UNDERGROUND FLAT SEAM MINING
NikiforovA.V., postgraduate student, e-mail: [email protected], National Mineral Resources University of Mines, Saint-Petersburg
The article focuses main parameters of disjunctive dislocations and influence on flat-lying adjacent coal seams is considered.
Coal mining conditions are greatly affected by fracturing and faulting, location and conjugation of coal beds. The article analyzes rating of classification criteria and their influence on mining.
Geological fractures exert strong impact on mining operations in terms of changes in stress field, rock strength and other physico-mechanical properties and other alterations that violate standard familiar mining routine.
Geological fractures also affect safety areas where gas content is decreased down to unhazardous values due to undermining.
Key words: adjacent seams, disjunctive dislocation.
REFERENCES
1. Lyubich G.A., Mishin N.I., Panfilov A.L., 1990. Methods of Studying and Estimating of Faulting in Mechanized Coal Mines, Leningrad: LGI. P. 64.
