Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект - Проект мероприятий по управлению состоянием массива при гидрообработке кровли пласта 10 в условиях шахты Интинская - файл 1.doc


Курсовой проект - Проект мероприятий по управлению состоянием массива при гидрообработке кровли пласта 10 в условиях шахты Интинская
скачать (321.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc322kb.18.12.2011 05:51скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования

Российской Федерации
Интинского филиал Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г. В. Плеханова

(технического университета)


Курсовой проект

По дисциплине Управление состоянием массива горных пород___________________

_________________________________________________________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Пояснительная записка


Тема: Проект мероприятий по управлению состоянием массива при гидрообработке кровли пласта 10 в условиях шахты «Интинская».______________________________

_________________________________________________________________________

Автор: студент гр. _____________________________________/_________________/

(подпись) (Ф.И.О.)

Оценка: ______________
Дата: ___________________


Проверил

Руководитель проекта ______________ __________________ /__________________/

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)


Инта

2001 год

Министерство образования

Российской Федерации
Интинский филиал Санкт-Петербургского государственного горного института им Г.В. Плеханова

(технического университета)

УТВЕРЖДАЮ


Заведующий кафедрой

Проф.___________/ /

“_____”_________________2001 г.


Кафедра горного дела

^

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ



По дисциплине: Управление состоянием массива горных пород__________________ _________________________________________________________________________

(наименования учебной дисциплины)


ЗАДАНИЕ



Студенту группы: ______________________________________/__________/

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
1. Тема проекта: Проект мероприятий по управлению состоянием массива_________
горных пород при гидрообработке в условиях шахты «Интинская»._______________
_________________________________________________________________________


2. Исходные данные по проекту: Горно-геологические и горнотехнические_________
условия шахты____________________________________________________________


_________________________________________________________________________

3. Содержание пояснительной записки: Введение. 1. Общие сведения о шахте.______
2. Горно-геологические условия пласта 10. 3. Особенности ведения очистных работ_
на пологих пластах с труднообрушаемой кровлей. 4. Анализ существующих_______
способов УСМГП в аналогичных условиях. 5. Сущность принятого решения: ______
5.1 Механизм воздействия на массив. 5.2 Расчет параметров способа УСМГП. 5.3___
Организация работ по выполнению мероприятий. 6. Расчет ожидаемого эффекта.___
Заключение. Список литературы.____________________________________________

4. Перечень графического материала: Лист 1. «Паспорт мероприятий по УСМГП»__

_________________________________________________________________________

5. Срок окончания проекта: 20.05.2001. г.
Руководитель проекта: доцент ______ ________________________/_______________/

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Дата выдачи задания: ___________________________

3
Аннотация.

В настоящей работе рассмотрены вопросы управления состоянием массива горных пород при наличии труднообрушаемой кровли в условиях Интинского каменноугольного бассейна. Нами осуществлен анализ существующих способов управления кровлей, рассмотрены особенности управления методом гидрообработки, разработана технология предварительной гидрообработки кровли пласта 10 в лаве №18 шахты «Интинская», проанализированы результаты аналогичных работ на других шахтах ОАО «Шахтоуправление «Интинская угольная компания» с целью определения эффективности предложенного способа управления кровлей.

Объем пояснительной записки 58 страниц. Она содержит 14 таблиц,
11 иллюстраций и 1 лист графических приложений формата А1.
The summary.

In the present activity the problems of control of a condition of a rock mass are reviewed if there is a poorly caving roof in conditions Intinskay of carboniferous basin. We carry out the analysis of existing ways of roof control, the features of control of a method of hydroprocessing are reviewed, the technology of preliminary hydroprocessing of seam roof 10 in a lava №18 mines "Intinskay" is designed, the outcomes of similar activities on other mines ОАО "Mine management" Intinskay the coal company » are parsed with the purpose of definition of efficiency of an offered way of roof control. Volume of an explanatory slip of pages. She contains of the tables, case histories and 1 sheet of the graphic appendices of the format A1.

4
Оглавление.

Введение……………………………………………………………………………….……………

1. Общие сведения о шахте……………………………………………….………….…………….

2. Горно-геологические условия пласта 10. ………………………………………..…………….

3. Особенности ведения очистных работ на пологих пластах с труднообрушаемой

кровлей. …………………………………………………....…………….……….……….……

4. Анализ существующих способов управления состоянием массива

горных пород. ………………………………………..……………………………….……….


4.1 Передовое торпедирование. ………………………………………………….……………

4.2 Взрывогидрообработка. ……………………………………………………………………

4.3 Принудительное обрушение кровли взрыванием скважинных зарядов. ………………

4.4 Принудительное обрушение кровли взрыванием шпуровых зарядов зарядов.……….

5. Сущность принятого решения.

5.1 Механизм воздействия на массив. ……………………………….……………………….

5.2 Расчет параметров способа УСМГП методом гидрообработки…..……………………

5.3 Организация работ при выполнении мероприятий по гидрообработке. ………………

6. Расчет ожидаемого эффекта. ……………………………………………..…………………….

Заключение………………………………………………….………………………………………

Список используемых источников ………………………………….……...…………………….

Приложение 1……………………..…………………..…………………..…………..……………


5

6

13
15
19

19

25

25

26
26

28

37

49

56

58

59


5

Введение.
Интенсификация добычи угля комплексами обусловливаем сравнительно быстрые темпы увеличения глубины горных работ. В настоящее время более 70% механизированных комплексов в бассейне применяется на глубине от 350 до 700 м. С увеличением глубины разработка резко изменяются горно-геологические условия отработки выемочных участков. Особенностью - геологического строения на этих глубинах появляется наличие в кровле основных рабочих пластов незначительных по мощности пачек слабоустойчивых пород непосредственной кровли и мощных высокопрочных песчаников и конгломератов, а также монолитных труднообрушаемых алевролитов основной кровли. В очистных забоях, отрабатывающих такие участки, наблюдаются интенсивные проявления горного давления, особенно при первичных и вторичных обрушениях основной кровли. Установлено, что серийные механизированные комплексы типа, ОКП и КМ-87М не могут обеспечить безопасных условий труда и экономической эффективности при отработке участков с труднообрушаемыми кровлями. Так, даже при установившемся сдвижении пород при периодических обрушениях основной кровли нагрузки на крепь превышают их номинальную несущую способность на
30-50%. Это приводит к деформациям крепей, высокой аварийности и снижению нагрузки на очистной забой.

Анализ горно-геологических и горнотехнических условий отработки пластов в Печорском бассейне показывает, что наличие труднообрушаемой кровли является фактором, сдерживающим дальнейший рост комплексной механизации очистных работ, так как механизированные комплексы по своей технической характеристике (несущей способности) не соответствуют параметрам проявлений горного давления. Поэтому возникла необходимость разработать активные методы воздействия на горный массив
6

изыскать средства и способы, обеспечивающие снижение интенсивности первичных и вторичных осадок основной кровли.

Для расширения области применения серийных комплексов и разработан и внедрён способ управления труднообрушаемыми кровлями и методом гидрообработки породного массива. Он заключается в том, что впереди движущегося очистного забоя в породы основной кровли нагнетается вода в режимах увлажнения или гидроразрыва.
^ 1. Общие сведения о шахте.
Интинское месторождение каменного угля расположено в юго-западной части Печорского угольного бассейна вблизи Северной железнодорожной магистрали, на территории Интинского района Республики Коми и приурочено к Интинским синклиналям и антиклиналям.

Площадь Интинского угольного месторождения около 300 км2. Поверхность шахтных полей Интинского месторождения, в основном, представлена сильно заболоченной тундрой, покрытой небольшими участками леса. Между буграми, наряду с заболоченными участками, много мелких озер. Месторождение пересекают почти вкрест-простирания несудоходные реки Большая Инта, Черная, Угольная, а также ручей Черный; долины рек и ручья покрыты березовым и еловым лесом.

Местами встречается мелкоостровная мерзлота глубиной 10-15 м, реже 20 м.

Согласно схематическому районированию РФ по СНиП 2.01.07-85, приложение 5, город Инта относится к 1Д климатическому району.

В районе господствует субарктический климат: продолжительная и довольно суровая зима (5 месяцев) и короткое лето (2 месяца).

Климатические показатели района:

- среднегодовая температура +3,1°С;

7
- расчетная температура летних месяцев +12,1°С;

- расчетная температура зимних месяцев -15.5°С;

- наивысшая температура +32.0°С;

- наименьшая температура -54. 0°С.

Месяцы с устойчиво-положительной температурой - июль - август, с устойчиво- отрицательной - ноябрь-март.

Среднегодовая относительная влажность воздуха 79%. Среднегодовое количество осадков - 606мм, число дней с осадками - 210; средняя мощность снегового покрова в перерасчете на уплотненный снег – 0,4-0,5 м. На открытых площадях, без снежного покрова, 3,0-3,6 м.

Преобладающее направление ветров - юго-западное, скорость ветра в зимнее время достигает 25-30 м/сек.

В городе имеются предприятия строительной индустрии: завод железобетонных изделий с цехом товарного бетона, ремонтно-механический завод, деревообрабатывающий комбинат, которые обеспечивают строительными материалами и конструкциями шахты и другие местные предприятия.

Водоснабжение района осуществляется в настоящее время водопроводом с забором воды из реки Большая Инта и артезианскими скважинами.

Электроснабжение района осуществляется от Печорской ГРЭС по ВЛ-220кВ я Интинской ТЭЦпоЛЭП-35/бкВ.

На территории Интинского района проживает 60,5 тыс. населения, треть которого трудятся на предприятиях горной промышленности.

В настоящее время разработка Интинского угольного месторождения ведется ОАО «Шахта «Западная»» и ОАО «Шахтоуправление «Интинская угольная компания»», в состав которой входят ОАО «Шахта «Восточная», ОАО «Шахта «Капитальная», ОАО «Шахта «Интинская».

8
Угленосные отложения Интинского угольного месторождения представлены мощной толщей терригенных осадочных пород пермского возраста, которые делятся на три серии:

- юньягинискую воркутскую, печорскую Угленосной является воркутская серия, состоящая из двух свит: лекворкутской и интинской. Литологический состав и свойства пород обеих свит почти одинаковы. Отличаются они друг от друга тем, что в лекворкутской свите фауна преимущественно морская, а в интинской - пресноводная.

Интинская свита обладает промышленной угленосностью и литологачески сложена песчаниками (41,7%), алевролитами (29,4%), аргиллитами (24,6%), углями и углистыми аргиллитами (4,1%), конгломератами и гравелитами (0,2%). Интинская свита содержит 11 угольных пластов. Интинское месторождение приурочено к Интинской синклинали, которая на северо-западе отделяется Интинской антиклиналью от Усинской мега синклинали.

Обе складки имеют северо-восточное простирание и вытянуты на 50 км между реками Кожим и Большая Инта. Для Интинской синклинали характерно сочетание крутых крыльев и широкой, почти горизонтальной, приосевой части. В связи с таким строением глубина синклинали по сравнению с шириной весьма невелика. Считая по почве самого нижнего пласта I, ширина ее составляет 4-5 км, а глубина 600-1100 м. Строение складки ассиметричное. Северо-западное крыло, как правило, более пологое, чем юго-восточное. Падение угольных пластов на крыльях складки меняется по простиранию и достигает 80-90° по нижним пластам. Верхние пласты почти всюду залегают наклонно и полого, только непосредственно на выходах, под четвертичные отложения, особенно на юго-восточном крыле, падение их крутое.

Ось Интинской синклинали по простиранию имеет волнистое залегание. Углы наклона слоев обычно не превышают I0-30.
9
Все основные пласты в свите очень устойчивы. Эта устойчивость выражается в выдержанности средних расстояний между смежными пластами и отсутствии случайных выпадения того или иного пласта из разреза.

Поле ОАО «Шахта «Интинская» приурочено к юго-восточному крылу Интинской синклинали. Оно характеризуется благоприятными горио-геологическими условиями разработки пластов верхней подсвиты (пласты 11-7). Геологическое строение угленосной толщи нижней подсвиты (пласты 6-1) значительно более сложное.

Общее спокойное залегание угленосной толщи местами нарушается волнистостью угольных пластов, наличием пликативных нарушений и немногочисленными дизъюнктнваыми.

Складки волнистости по простиранию имеют размеры 20-50 м с амплитудами, обычно, 0,2-0,3 м, реже 0.5 м.

Пликатнвное нарушение представлено так называемым «перегибом пластов» на участках резкого перехода крутого крыла синклинали к пологой приосевой части складки. Оно прослеживается в юго-западной и северо-западной частях поля суммарно на протяжении 6 км.

На поле выявлено 11 дизъюнктивных нарушений протяженностью от 0,4-3,0 км со стратиграфическими амплитудами от 2,5 до 15,0 м, четыре из них классифицируются как средние, остальные относятся к мелким нарушениям. Они имеют северо-восточное простирание, падение их близкое или совпадающее с падением угольных пластов.

По условиям залегания подземных вод в районе месторождения выделяется два водоносных комплекса: четвертичных отложений и коренных пород.

По условиям залегания и гидравлическим особенностям воды четвертичных отложений делятся на верховодку и грунтовые. Воды верховодки распространены в пределах почвенно-растнтельного слоя и питаются исключительно за счет атмосферных осадков. Залегают они на слоях тяжелых суглинков, способствуя заболачиванию территории.

10
Грунтовые воды четвертичных отложений залегают в прослоях песков и супесей. В некоторых случаях они обладают небольшим местным напором. Эти воды имеют ограниченное распространение. Водоотдача грунтов в целом незначительна и непостоянна.

Воды четвертичных отложения подразделяются в свою очередь на воды озерно-болотных, ледниковых, аллювиальных и древнеаллювиальных отложений.

Основную опасность прорыва четвертичных вод в горные выработки представляют понижения поверхности коренных пород, выполненные древнеаллювиальными образованьями, т.е. русла древних водотоков (депрессии).

Первая, наиболее значительная по величине депрессия берет начало на поле ОАО «Шахта «Капитальная», пересекает с северо-востока на юго-запад поле ОАО «Шахта «Интинская» и в районе 11 разведочной линии уходит на поле ОАО «Шахта «Западная», сливаясь там с ранее установленной депрессией.

Воды четвертичных отложений относятся, в основном, к гидрокарбонатно-натриево-кальпнво-магниевым, реже к гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевым водам с минерализацией 60-600 мг/литр; величина рН 7-8. Общая жесткость их изменяется от 0,5 до 11,0 мг-экв/л.

Подземные воды пермских пород по условиям их циркуляции относятся к типу трещинных, зонально-трещинных и, частично, пластов-трещинных. Вся разведанная толща коренных пермских пород Интинского месторождения водоносна, однако водоносность неравномерна и связана с трещиноватостью пород: наиболее водоносными являются конгломераты, песчаники, менее водоносны алевролиты, а разбитые «волосными» трещинами аргиллиты практически являются водоупорами. Подземные воды коренных пород отличаются от вод четвертичных отложений малым содержанием кальция, магния, а, следовательно, и низкой жесткостъю, но обладают более повышенной минерализацией и щелочностью за счет увеличения натрия

11
и калия, хлора и гидрокарбонатов. Подземные воды агрессивны к бетону, т.к. содержат сульфатов больше допустимых норм.

Рабочими пластами ОАО «Шахта «Интинская» являются пласты 11,10,9,8,7,5,4,3,2,1. Пласт 6 нерабочий по мощности.

Пласты 11,10,8,4,3 - выдержанные, 5,2 - относительно выдержанные, 9,7,1 -невыдержанные.

Уголь всех пластов высокозольный, энергетический, длиннопламенный, труднообогатимый. Строение пластов, как правило, сложное. Угольные пачки в пластах представлены, в основном, полосчатым, полублестящим и полуматовым углем; блестящий и матовый уголь присутствует лишь в виде тонких полосок и удлиненных штрихов. Высокозольные угли встречаются в пластах в виде непостоянных тонких прослоев и линз.

В кровле угольных пластов чаще всего залегают аргиллиты, хотя бы в виде тонкого прослоя. Часто они имеют перемятый вид и многочисленные зеркала скольжения. Основную кровлю слагаются переслаивающиеся аргиллиты и алевролиты или песчаники. Алевролиты тоже часто являются кровлей угольных пластов, но реже, чем аргиллиты.

12
Таблица 1.1
^

Промышленная и качественная характеристики угольных пластов


Показатели

Ед.иэм.

Исходные данные

ИС

Входные

данные .

Наименование пласта



11

10

9

1

2

3

4

4

5

Геологическая мощность

м


3.00-3.15

2.65-2.75;

1.80-1.90



м

3.10

2.70

1.70

Выемочная мощность

м


2,95-3.05

2.50-2.60

1.13-2.09



м

2. 99

2.55

1.70

Производительность

т/м

3.66

3.15

2.51

Объемная масса угля

т/м

1.49

1.46

1.48

Глубина залегания

м

245-300

250-325

255-415

Угол паления пласта

град

8-12

8-14

0-24

Мощность между пластами

м

2

3

74

Влажность (аналит. /раб.)

%

5.1/10.5

5.4/10.2

5.8/9.6

Зольность

%

31. 9

27.5

25.6

Вылет летучих веществ

%

38. 6

39. 0

39.9

Содержание серы

%

3.0

2.8

2.7

Теплота сгорания угля

МДж/кг

30. 67

30.85

30.76

Марка угля

Д

Д




^ Таблица 1.2

Характеристика пород кровли и почвы пластов.




Кровля, почва

Мощность, м

Состав

Устойчивость

1

2

3

4

5



11

основная

14-20

песчаники

ср. обрушаемая

непосредственная

3,0-6,5

алевролиты

ср. устойчивые

ложная

0,38

аргиллиты угл. высокозольные




почва

5,2

аргиллит

устойчивая


10

основная

15

песчаник алевролит

ср. обрушаемая

непосредственная

2,5-50,0

алевролит

ср. устойчивые

ложная

0,20

аргиллиты угл. высокозольные




почва

6,8

аргиллит

устойчивая



9

основная

15-18

песчаник алевролит

ср. обрушаемая

непосредственная

4,5

алевролит

слабая

ложная

0,0-1,5

аргиллит угл. высокозольные.




почва

8,0

Алевролит

склонна к пучению

13

Таблица 1.3
^ Физико-механическая характеристика вмещающих пород и угля.

Показатели

Ед.

Исходные данные

Наименование

Аргиллит

Алевролит

Песчаник

Уголь

1

2

3

4

5

6

Прочность на сжатие




7.6-38-0

6. 0-53.0

15.0-56.0

1.78-2.53

МП а

20.1

27.7

36,8

2.0

Прочность на растяжение




0.8-7.9

1.1-5.9

2.7-13.7




МП а

3.5

4.1

5.5

Коэффициент крепости




2.0-9.4

2,2-8. 9

2.1-3.&

1.5-1.8

3.5

5.8

4.7

1.6

Влажность

%

5.3

4.3

3.8

1.5

Пористость

Ц

12,6

13,2

12,7

10,0

Во допог лощение




9,4

8,0

9,9

1, 53

* - коэффициент крепости по шкале проф. M.M. Протодьяконова.

По выделению метана шахта относится ко 2 категории. Суфлярных выделением газа на шахте не наблюдалось.

Угольные пласты опасны по пыли. Случаев самовозгорания угля на шахте не было. Угольные пласты содержат свободной окиси кремния около 5.4%.

^ 2. Горно-геологическая условия пласта 10.

Лава №18 пласта 10-го отрабатывается с запада на восток, oт границ шахтного поля к панельным наклонным выработкам. Длина выемочного поля 1060 м, длина лавы по падению – 110 м. Угол падения пласта изменяется от 9 до 12 градусов, по простиранию - 2-3 градуса (от монтажной камеры). Мощность пласта в пределах вынимаемого поля составляет 2,45 м, общая полезная мощность – 2,10 м, вынимаемая – 2,30 м. Пласт состоит из 5 угольных пачек и 4-х породных прослоек общей мощностью – 0,23 м. Уголь пласта 10-го – каменный, марки «Д», средней крепости. Угольные пачки с включениями линз крепкого колчедана имеют объёмный вес 1,48 т/м3. Породные прослойки представлены аргиллитами и алевролитами 4-ой категории по крепости с

14
с объёмным весом – 2,0 т/м3.

Породы кровли пласта представлены следующими слоями снизу верх:

0,25-0,35 м – непосредственно над пластом участками залегают углистые аргиллиты и алевролиты трещиноватые, слабоустойчивые, на контакте с песчаниками спайности не имеют, склонны к самопроизвольному обрушению. Выше мощным слоем от 18 до 23 м залегают песчаники размывочного характера, представленные по структуре от мелкозернистых до крупнозернистых, с прослоями гравелита и конгломерата мощностью 1,5-2,5 м, слабо трещиноватые, на известкового – кварцевом цементе, с весьма редкими включениями флоры.

Песчаники повышенной крепости, склонны к зависанию, относятся к трудно обрушаемым, с пределом прочности на сжатие - сж = 870-1250 кг/см2; на растяжение р = 75-115 т/м2 пористость 15-17%, с максимальной
влажностью 1,3-2,9%.

Труднообрушаемые песчаники расположены по всей длине лавы №18 пл. 10, по падению от конвейерного штрека №18 с пересечением верхнего рельсового штрека и по простиранию от границы выемочного поля в восточном направлении до бремсбергов. Почва пласта представлена аргиллитами и алевролитами, мелкозернистыми, средней крепости, мощностью 1,2-1,5 м. Ниже залегают песчаники. В кровле пласта – 10-го основной кливаж располагается к линии забоя
лавы под углом 25-300 с падением на забой под углом 70-800. Следует ожидать интенсивный отжим угля у груди забоя, особенно в нижней части лавы в зоне целиков, оставленных в выработанной части пласта – 11-го. Тектонические нарушения в пределах лавы выражены слабо, за исключением на отдельных участков в виде синклинальных складок и зон разрыва с замещением непосредственной кровли песчаниками. Геологическая характеристика составлена по результатам разведочного бурения
15
подземных скважин на выемочном поле лавы №18 и по данным геологической документации.

^ 3. Особенности ведения очистных работ на пологих пластах с труднообрушаемой кровлей.

Вопрос управления труднообрушаемыми кровлями в бассейне за последние годы приобретает все большее значение, поскольку увеличение глубины разработки ведет к усложнению условий эксплуатации механизированных комплексов, а в ряде случаев - и к невозможности их применения вследствие несоответствия, технической характеристики крепей горно-геологическим условиям.

Большое разнообразие условий, в которых эксплуатируются механизированные комплексы, потребовало в первую - очередь четко разграничить вмещающие породы по устойчивости и обрушаемости, выявить возможные и наиболее часто проявляющиеся схемы разрушения пород кровли, определяющие характер взаимодействия крепей с боковыми породами. Из принятых в настоящее время гидротехнических схем формирования нагрузок на крепь наиболее объективными и достоверными являются схемы ВНИМИ.

Для условий легко - и среднеобрушаемых кровель эти схемы не рассматриваются, поскольку эксплуатация комплексов здесь с точки зрения повышенных перегрузок не вызывает затруднений. Для условий труднообрушаемых кровель, наличие которых характерны для бассейна, на основе инструментальных измерений и визуальных наблюдений можно предположить -две наиболее часто проявляющиеся гипотетические схемы разрушения, пород - кровли (ступенчатое опускание и блочное разрушение), Для рассматриваемых схём присуще периодические резкие опускания кровли вызывающие увеличение нагрузок на крепь, деформацию поверхности угольного забоя опережающие заколы и вывалы пород непосредственной кровли в при забойное пространство.

16
Наиболее часто наблюдается ступенчатое опускание непосредственной кровли с зависанием и последующим обрушением консоли основной кровли. Оно характерно для пластов, в непосредственной кровле которых залегают алевролиты или аргиллиты мощностью (1-3) mпл пределом прочности на растяжение  р > 40 кгс/см2, а вышележащей слой представлен высоко прочных песчаниками ( р = 80 кгс/см2) мощность (3-6) mпл. При такой схеме разрушения пород экстремальные нагрузки на крепь вследствие обрушения основной кровли наблюдаются периодически через 18-23 м. Такое явление зафиксировано на ряде участков шахт «Пионер», «Восточная» (объединение «Интауголь»). В момент опускания основной кровли характерными являются: опережающей закол, большой отжим угля с поверхности забоя и вывалы в при забойное пространство.

Большое разрушение пород для участков с труднообрушаемыми кровлями проявляется при наличии в кровле малоустойчивых аргиллитов мощностью менее mпл. и прочных (р. ~ 70 кг/см2) алевролитов либо песчаников мощностью (1-3) mпл. выше которых залегают прочные мало слоистые песчаники. Инструментальные замеры нагрузок на стоики крепи типа. ОМКТМ показывают, что периодически через 4,5-6 м их нагрузки возрастают выше номинальных. Нагрузки увеличиваются в момент отрыва (обрушения) очередного блока. Через 3-4 цикла после обрушения блоков происходит опускание основной кровли сопровождающееся заколами и образованием трещин вдоль линии забоя. Нагрузки на крепь при этом резко возрастают, что в некоторых случаях приводит к опусканию гидростоек и жесткому режиму работы крепи (на небольших участках 3-4 секции). Такого рода проявления горного давления имеют место на пластах 10-8 и 11-й Интинского месторождения Еще большей, интенсивностью проявлений горного давления при вторичных опусканиях обладают кровли, отнесенные к весьма труднообрушаемым. Их отличительной особенностью является периодическое быстрое смещение пород кровли, приводящее к аварийным ситуациям в очистном забое, а в ряде

17
случаев к деформациям крепи, частичным и полным завалам лав. Если последствия вторичного опускания основной кровли в первом случае ликвидируются в сравнительно короткий промежуток времени без замены секций, то при наличии весьма труднообрушаемой кровли работы по восстановлению нормальных условий эксплуатации занимают длительный период и требуют проведения ремонтных работ и замены секций. В очистных забоях с весьма труднообрушаемыми кровлями разрушение породного массива носит иной характер, так как длина зависающих консолей в блоков весьма значительна. При этом можно выделить две схемы разрушения.

Первая схема приурочена к пластам, непосредственная кровля которых не превышает 2 * mпл и представлена прочным (р > 70 кгс/см2) алевролитами или песчаниками. Основная кровля сложена песчаниками. (р = 70 кгс/см2)
и равна (3-6) * mпл. При наличии такого сочетания непосредственной и основной кровель непосредственная кровля разрушается блоками, нижняя часть которых распадается на мелкие куски, а верхняя часть имеет размеры от 1,5 до 3 м. Периодичность обрушения основной кровли составляет 8-11 м. Наблюдения, проведенные в лаве с такими условиями, показывают, что экстремальные нагрузки на крепь проявляются периодически через 8-10 м. При этом характерно наличие опережающих заколов, вывалов, отжима угля в при забойное пространство и сжатие стоек крепи. При второй схеме динамические проявления горного давления более интенсивны на пластах, в кровле которых залегает толща однородных песчаников мощностью более (6-7) * mпл. Непосредственная кровля при этом составляет менее mпл а в ряде случаев отсутствует. Такие условия характерны для выемочных участков по пластам 10-й и 11-й Интинского месторождения. В этом случае схема разрушения имеет другой вид. Нижний слой основной кровли обрушается на высоту (1,5-2) * mпл крупными монолитами и кусками, причем обрушение происходит участкам от 15 до 25 м. Вышележащие слои основной кровли зависают на достаточно большом протяжении и

18
периодически через 25-35 м обрушаются образуя впереди забоя опережающие заколы. При этом смещения кровли у забоя достигают 300-350 мм, что приведут к зажатию секций крепи и их деформациям. Исследования проявлений горного давления, проведенные при отработке пластов 4-го, 5-го, 10-го и 11-го на шахтах шахтоупровления «Интинская угольная компания» доказывают, что при отработке происходит периодическое опускание основной кровли, сопровождающееся быстрым смешением кровли у забоя, опережающими заколами и динамическим обрушением зависших пород. Это все приводит к завалам очистных выработок. Исследования характера проявления горного давления в очистных забоях с труднообрушаемыми кровлями в Печорском бассейне показали, что обрушение пород часто происходит без внешних предупредительных признаков на участках длиной от 16 до 25 м и более и сопровождается динамическими ударами, вызывающими наклон и деформацию крепи. Величина смещения кровли у забоя достигает 200-300 мм. Возникающие при этом нагрузки деформируют посадочные стойки даже на расстоянии 1,4-2,2 м от забоя. Нагрузки на крепь по сравнению с их средними значениями увеличиваются при первичных обрушениях основной кровли в 2,4-2,6 раза, а при установившемся сдвижении пород периодически возрастают в 1,8 раза и более. На основании проведенных исследований сделан, вывод о несоответствии несущей способности серийных механизированных крепей рассматриваемым условиям и невозможности их применения без специальных мероприятий на участках с труднообрушаемыми кровлями. Так для пластов мощностью 1,3-2 м, где наибольшее распространение получили комплексы типа КМ-87 и ОКП, установлено, что несущая способность крепи по сравнению с серийными должна быть увеличена в 1,5-1,8 раза, а первоначальный распор - в 2 раза. Выявлено, что конструкция серийных крепей с консольной частью длиной 1,9-2 м не обеспечивает надежного поддержания кровли в призабойвой полосе при наличии неустойчивой непосредственной и труднообрушаемой основной кровли. Недостаточна и поперечная устойчивость секций крепи. Для пластов мощностью 2-3,5 м

19
(комплексы типа, ОКП и КМ87М) в условиях труднообрушаемой кровли несущая способность крепи по сравнению с серийными для самых неблагоприятных условий (первичная посадка) должна быть увеличена для комплексов типа ОКП в 2,2-2,4 раза и комплексов КМ81М в 1,8-2 раза.
  1   2   3



Скачать файл (321.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru