Попов С.Н., кандидат технических наук, доцент Попова А. С. Попов В. С.
(Карагандинский государственный технический университет, Казахстан)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КУСКОВАТО-ПОРИСТОЙ ЗОНЫ
ПОДРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА
Отработка угольного массива вызывает обрушение, сдвижение и деформации горных пород, залегающих выше разрабатываемого пласта. По степени и характеру влияния очистной выемки на массив горных пород выделяются следующие зоны: обрушения, полных сдвижений, разгрузки и опорного давления. Основные утечки воздуха в подработанном пространстве сосредоточены в зоне обрушения, представляющей собой кусковато-пористую среду, определение некоторых геометрических параметров которой рассматривается в данной работе.
При выемке угля управление кровлей на пласте предполагается полным обрушением.
При разработке пласта без оставления целиков угля между выемочными участками или при оставлении целиков, размеры которых меньше 0,1 7оп (1оп - ширина зоны опорного давления, [1]) на пластах тонких и средней мощности, а на мощных пластах - целиков, минимальный размер которых меньше 8 м, за величины а и Ь принимают суммарную ширину выработанного пространства по падению и по простиранию пласта. Если же размер целика больше вышеуказанного, то за величину а или Ь принимают соответственно ширину выработанного пространства по падению или по простиранию, ограниченную с одной стороны целиком, а с другой - угольным массивом, либо с обеих сторон целиками [1].
При ведении очистных работ зона нарушенного пространства на боковых участках в каждой лаве ограничивается углами полных сдвижений у1 (I =1, 2, 3) [2]: у нижней границы
выработки у, у верхней границы выработки у2, у границы выработки по простиранию у3, определяемых в зависимости от угла падения пласта по табл. 1.
Таблица 1
а, град 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
55 52 50 48 46 44 43 43 43 44 45 48 53
У 55 52 61 64 66 68 69 71 73 74 75 76 77
Уз 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55
Если направление подвигания очистного забоя не совпадает ни с линией простирания, ни с линией падения, то за величину а принимают угол наклона пласта в сечении, перпендикулярном направлению забоя.
Размер кусковатой массы в кровле очистной выработки можно предварительно ограничить размером защищенной зоны в кровлю отработанного пространства по формуле [2]:
^ = АА sl,
(2)
m
где значения 51 берут по табл. 2; /31 =-, но не более 1, т-вынимаемая мощность пла-
т2
ста, тъ - критическое значение мощности защитного пласта, [2]; 02 - коэффициент, учитывающий процентное содержание песчаников ] в составе пород междупластья,
Рг = 1 - 0,4
V 100
Формирование кусковато-пористой среды происходит в объеме усеченной пирамиды, ограниченной боковыми гранями, проведенными под углами щ вдоль границ оконтуриваю-щих очистной забой выработок (подготовительных, монтажной камеры и линией остановки забоя лавы), основанием -почвой пласта и верхней гранью, расположенной на высоте Si от кровли вынимаемого пласта, сечение которой вдоль лавы приведено на рис.1.
Таблица 2
Глубина работ, м Значения S1/, м
Наименьший размер a или b выработки в плане, м
50 75 100 125 150 175 200 250
300 70 100 125 148 172 190 205 220
400 58 85 112 134 155 170 182 194
500 50 75 100 120 142 154 164 174
600 45 67 90 109 126 138 146 155
800 33 54 73 90 103 117 127 135
Переменные на рис.1 имеют следующий смысл:
10 - длина лавы;
1\ - длина основания /-го слоя;
1'\ - длина средней линии /-го слоя;
ш\_ - мощность /-го слоя (т0 - вынимаемая мощность);
к[ - высота падения /-го слоя;
51 - высота зоны влияния подработки;
у и у2 - углы полных сдвижений;
а - угол падения пласта.
Тогда имеют место следующие зависимости:
А+1=А - т^^ у-а)+с1§( у2+а));
I' 1+1=/1 - 1/2-т1+1(с1§(у1-а)+с1§(у2+а));
/
+1 = т0 _ 1)ту ,
у=1
где - коэффициент разрыхления у'-го слоя.
Если для какого-то слоя М станет меньше либо равным нулю, то это значит, что этот и последующие слои будут не обрушаться, а прогибаться при уплотнении нижележащих слоев.
Литература
1. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Караганда, 1995.
2. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. М., «Недра», 1981.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.