И. Г. Ахметов Редакционная коллегия
Исследования молодых ученых Т Е Х Н И Ч Е С К И Е Н А У К И Проявление горного давления в подготовительных выработках при их повторной
жүктеу/скачать 4,02 Mb. Pdf көрінісі
|
stud 340 9gG6I4K
| 8
Исследования молодых ученых Т Е Х Н И Ч Е С К И Е Н А У К И Проявление горного давления в подготовительных выработках при их повторной надработке или подработке Бакуменко Сергей Владимирович, инженер Санкт-Петербургский горный университет Ключевые слова: горные выработки, надработка, подработка, шахта, кровля, деформации, горные по- роды, кратность подработки, мощность пласта. П ри разработке двух платов и более в свите и большин- стве случаев неизбежна одинарная, а зачастую и по- вторная их надработка и подработка. На угольных шахтах в настоящее время накоплен опыт охраны надрабатыва- емых и подрабатываемых выработок. Под влиянием подземных горных выработок в массиве возникает область пород, подвергающиеся сдвижениям и деформациям. Сдвижение массива горных пород принято рассматри- вать в зависимости от характера деформирования и со- стояния пород в области влияния очистной выработки. Имеется немало схем и описаний процессов сдвижения, деформирования и перераспределения напряжений в мас- сиве горных пород, основанных на натурных наблюдениях и на результатах моделирования [1,2,3,4,5,6]. Схема процессов сдвижения и изменения напряжён- ного состояния массива, количество зон с различным со- стоянием пород, их взаимное расположение у многих ав- торов различны. Это определяется, в первую очередь, особенностями решаемых разными исследованиями задач. По степени и характеру влияния очистной выработки на массив горных пород в общей сфере влияния выра- ботки могут быть выделены [7]: зона обрушения, зона полных сдвижений, зона разгрузки и опорного давления (рис. 1). Проведение горной выработки вызывает интен- сивное сдвижение горных пород, непосредственно зале- гающих над выработкой. В большинстве случаев породы кровли обрушаются и создают подпор прогибающимся породам кровли и почвы. Однако высота обрушающихся пород кровли обычно не превышает 4–6 кратности вели- чины мощности отрабатывающего пласта. Над зоной об- рушения толщи горных пород на высоту, равную 20–30 кратности мощности пласта, подвергается трещинообра- зованию. Выше указанной зоны горные породы прогиба- ются, как правило, без разрыва сплошности. Рассмотрим схему деформации горных пород. Впереди зоны опорного давления горных пород, находясь в усло- виях объёмного напряжённого состояния, вызванного действием веса вышележащих пород, не имеют возмож- ности деформироваться в боковом направлении. В зоне опорного давления породы дополнительно сжимаются по нормали и расширяются по напластованию. В зоне раз- грузки от опорного и веса вмещающих пород происходит расширение пород по нормали и сокращение их по на- пластованию. Основными факторами, определяющими положение и размеры зоны разгрузки, а также степень снижения горного давления в ней, являются ширина вы- работанного пространства, прочность слагающих массив горных пород, мощность и угол падения пластов, и глу- бину разработки [8]. По мере отхода очистного забоя и оседания пород происходит их уплотнение и, следова- тельно, возрастание нагрузок на рассматриваемый слой пород. При достаточно большой длине очистного забоя могут возникнуть условия, при которых на некотором рассто- янии позади забоя произойдёт полное восстановление нагрузок. Аналогичная картина получается при рассмо- трении характера деформирования пород вкрест прости- рания. В. Д. Слесарев отмечает, что при подработке вышеле- жащие пласты могут претерпевать не только изменения характеристик физико-механических свойств, но и испы- тывать деформации, а при надработке пласты испыты- вают только изменения физико-механических характери- стик. Степень влияния, оказываемого разрабатываемым пластом на другие пласты свиты, зависит от расстояния этих пластов до разрабатываемого пласта [9]. Подработанные породы характеризуются тем, что их смещения происходят в направлении силы тяжести. Важным обстоятельством, сопровождающим смещения слоёв, является разуплотнение. В результате объём под- работанных пород увеличивается и при полной подработке смещения слоёв меньше вынимаемой мощности угольного пласта. При повторной подработке разуплотнение не ста- новится больше по сравнению с первичной подработкой, 9 Технические науки возможности для разрыхления в значительной степени уже исчерпаны, и оседание приближается к мощности слоя, вынутого при повторной подработке. То же проис- ходит и при последующих подработках [10]. Сила тяжести в надработанных породах направлена в сторону от выработанного пространства. Смещения про- исходят только за счёт разгрузки от горного давления мас- сива пород и носят в основном характер упругого восста- новления [11]. Процессы деформации толщи пород, возникающие при выемке одного из пластов в свите, оказывают суще- ственное влияние на поддержание надрабатываемых или подрабатываемых подготовительных выработок. Степень этого влияния зависит не только от мощности междупла- стия, но и от состава и прочности пород рассматриваемой толщи, глубины горных работ, вида применяемой крепи и целого ряда других горногеологических и горнотехниче- ских факторов. Литература: 1. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт. / Давыдович И. А., Бажин И. И. Ко- ренной Ю. П. и др. — М.: Недра, 1971. — 288 с. 2. Защитные пласты / Петухов И. М., Линьков А. М., Сельдман И. А. и др. — Л.: Недра, 1972. — 424 с. 3. Зборщик, М. П., Братишко П. С., Прокофьев В. П. Выбор способов охраны и места расположения подготови- тельных выработок. — Киев.: Техника, 197. — 228 с. 4. Земисев, В. Н. Расчёты деформаций горного массива. — М.: Недра, 1973. — 145 с. 5. Зоря, Н. М., Музафаров Ф. И. Схема механизма сдвижения толщи пород при выемке пологих пластов угля оди- ночной лавой. — Уголь Украины, 1966, № 12. с. 9–12. Рис . 1 . Схема перераспределения горного давления около очистной выработки: 1 — зона опорного давления; 2 — трещина зоны разгрузки; 3 — граница защищенного зоны; 4 — граница зон полных сдвижений; а — ширина выработанного пространства; Н — глубина разработки 10 Исследования молодых ученых 6. Сдвижение горных пород при подземной разработке угольных и сланцевых месторождений / Акимов А. Г., Зе- мисев В. Н. и др. М.: Недра, 1970. — 224 с. 7. Петухов, И. М. О механизме и границах защитного действия. — В кн.: Использование защитных пластов для борьбы с горными ударами и внезапными выбросами угля и газа. — Л., 1966. с. 89–195. 8. Петухов, И. М. Опыт разработки угольных пластов, опасных по горным ударам. — М.: ЦИТИуголя. 1960. — 36 с. 9. Слесарев, В. Д. Разработка свиты пластов. Углетехиздат, 1948. — 182 с. 10. Костенко, В. К. Исследование и обоснование параметров расположения основных полевых выработок в зонах разгрузки при разработке пологих пластов на глубоких горизонтах: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Донецк, 1982. — 20 с. 11. Теоретическое обоснование использования защитных пластов. — Л.: ВНИМИ, 1979. — 136 с. жүктеу/скачать 4,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|