1. Введение. 4 часа
|
Скачать 5.07 Mb.
|
|
4.3. Взаимное влияние очистных выработок при разработке обособленных и сближенных пластов и жил. В реальных условиях случаи, когда пласт или рудное тело отрабатывают одним забоем, а породы окружающего массива испытывают влияние лишь одной очистной выработки, встречаются редко. Гораздо чаще очистные работы ведут в непосредственной близости от ранее выработанных пространств, одновременно по нескольким пластам или жилам, или же на нескольких соседних участках одного и того же пласта (рудного тела). В этих случаях окружающие породы подвергаются одновременному воздействию нескольких очистных выработок, поле статических напряжений в массиве пород вокруг очистных пространств формируется в результате наложения областей влияния каждой выработки и может иметь весьма сложную структуру. Вследствие этого количественно охарактеризовать взаимное влияние очистных выработок в настоящее время весьма сложно, поэтому ограничимся рассмотрением лишь качественной стороны вопроса. Рассмотрим два наиболее характерных случая взаимного расположения очистных выработок:
В первом случае в результате взаимного влияния выработанных пространств в областях массива, примыкающих к границам очистных выработок, происходит наложение зон опорного давления и породы испытывают повышенные нагрузки. Подобная ситуация, например, имеет место, когда осуществляют отработку рудного тела или пласта без оставления целиков и фронт отработки непосредственно соприкасается в плане с ранее выработанным пространством или обрушенными породами (рис. 4.5а). Рис. 4.5. Взаимное наложение зон опорного давления при различных схемах развития очистных работ.  а - при ведении работ без оставления целиков между вновь образуемым и ранее образованным очистным пространством; б - при отработке ранее оставленных целиков; в - при ступенчатой форме лавы. Стрелками показано направление движения забоев. 1 - область вне пределов зоны опорного давления; 2 - зона опорного давления протяженностью /; 3 - участки взаимного наложения зон опорного давления; 4 - отработанное пространство. Наложение зон опорного давления может происходить при отработке ранее оставленных целиков, а также при ступенчатой конфигурации фронта очистных забоев (рис, 4.5 б,в). В соответствии с этим для облегчения условий добычи полезного ископаемого необходимо по возможности стремиться к прямолинейной форме фронта очистных работ и равномерному перемещению в пространстве всех забоев, без образования выступов неотработанных частей пласта или рудного тела в выработанном пространстве. Однако реальная опасность и практические затруднения в вопросах охраны и поддержания выработок, попадающих в зону опорного давления, возникают лишь в случае, когда значения действующих напряжений приближаются к пределам прочности пород. Во втором случае (когда разрабатывают свиту пластов или жил) величины деформаций пород обусловливаются прежде всего порядком и очередностью отработки отдельных пластов (жид) в свите, их мощностью, условиями залегания и способом управления горным давлением. Различают пласты независимые и сближенные. Пласты в свите считают независимыми, если разработка их возможна в любом порядке и очередности. Под сближенными понимают обычно такие пласты, одновременная разработка которых затруднена или невозможна или когда разработка одного из них осложняет дальнейшую разработку другого. При отработке нижнего пласта раньше, чем верхнего (т. е. при подработке) происходит смещение вышележащих пород толщи, вследствие чего над нижним пластом возникает, как правило, зона беспорядочного обрушения, переходящая постепенно в зону прогиба пород с образованием трещин, выше которой появляется зона плавных прогибов. Если подрабатываемый пласт попадает в одну из первых двух зон, то он может оказаться разрушенным или сильно разбитым трещинами, и разработка его становится затруднительной. В процессе подработки верхний пласт последовательно проходит через следующие стадии деформирования: а) нагрузка и уплотнение в зоне опорного давления, возникающей впереди очистного забоя нижнего пласта; б) разгрузка, опускание и разломы над породами, нависающими над выработанным пространством подрабатывающего пласта; в) повторная нагрузка и уплотнение в зоне опорного давления, возникающей позади нависающих пород (т. е. в той части выработанного пространства, где эти породы получают опору); г) частичное восстановление первоначальных напряжений в зоне полных сдвижений. При отработке верхнего пласта раньше нижнего (т. е. при надработке) последний подвергается сложному процессу нагружения и разгрузки на площади, превышающей размеры отрабатываемой площади верхнего пласта. Надработка вызывает уплотнение надрабатываемого пласта в зонах опорного давления и разрыхление его в зонах разгрузки. Таким образом, при расположении очистных выработок на разной глубине состояние пород в областях массива, испытывающих влияние обеих выработок, может характеризоваться как ростом действующих напряжений (при наложении зон опорного давления), так и их снижением (при расположении одной из выработок в зоне разгрузки другой выработки). Необходимо подчеркнуть при этом, что взаимное влияние даже одинаковых по размерам очистных выработок неравноценно, верхняя выработка оказывает на нижележащую, как правило, гораздо меньшее влияние, чем нижняя - на вышерасположенную. В соответствии с этим горные работы стараются чаще вести в условиях надработки пластов или жил и реже в условиях подработки. Учитывая, что проведение очистных работ в условиях взаимного влияния забоев сближенных пластов (жил) определяется большим числом нередко противодействующих факторов, окончательный вывод об оптимальном расположении забоев очистных выработок в пространстве может быть сделан лишь с учетом конкретной горно-геологической обстановки. Так в общем случае, если не предвидится каких-либо специфических опасных явлений, нерационально располагать вновь проводимые выработки в зоне разгрузки ранее пройденных выработок. Именно в этом случае в выработках наблюдаются наиболее массовые и интенсивные проявления горного давления (заколообразование, вывалы, обрушения, поддувание почвы и др.), затрудняющие поддержание выработок и их эксплуатацию. По-видимому, наилучшие условия для устойчивости выработок могут быть обеспечены при организации очистных работ таким образом, чтобы все последующие выработки располагались в той части зоны опорного давления, где напряжения, хотя и несколько превышают уровень статических напряжений в нетронутом массиве, но по отношению к прочностным характеристикам пород не являются чрезмерно высокими. Это достигают соответствующим уступным расположением фронта очистных забоев по высоте рудного тела снизу вверх. Рассмотренные случаи взаимного расположения очистных выработок являются простейшими и, естественно, не исчерпывают всего многообразия конкретных ситуаций, которые могут иметь место в тех или иных условиях. 4.4. Основные принципы выбора способа управления горным давлением при ведении очистных работ Особое внимание при выборе способа управления горным давлением в очистных выработках уделяют поведению пород непосредственной кровли (в пределах призабойного пространства) и основной кровли (над призабойным и выработанным пространством). При этом учитывают способность пород кровли к обрушению, высоту зоны обрушения, размеры и длительность сохранения устойчивых обнажении (особенно непосредственной кровли в пределах призабойного пространства), свойства пород почвы (прочность, способность к пучению, сопротивляемость вдавливанию в нее стоек крепи и др.), применяемые системы разработки и виды крепи, скорость нодвигания очистных забоев, количество и степень выбросоопасноети разрабатываемых пластов, расстояние между ними, сроки и порядок их отработки, наличие на земной поверхности объектов, подлежащих защите от влияния горных работ, оснащенность забоев машинами и механизмами, их габаритные размеры и т. д. Степень значимости каждого из перечисленных факторов часто зависит от конкретных условий: второстепенные факторы в одних условиях могут оказаться определяющими, и, наоборот, определяющие факторы в других условиях могут оказаться второстепенными. Так, при отработке запасов полезного ископаемого под ответственными сооружениями, плотно застроенными территориями, крупными водными объектами нередко приходится применять системы разработки с закладкой выработанного пространства, тогда как по прочим факторам было бы вполне возможно применить в этих условиях другие, более производительные и экономичные системы разработки и способы управления горным давлением. При отработке защитных пластов, наоборот, предпочтительнее полное обрушение кровли, так как при этом способе управления горным давлением достигается наибольшая разгрузка пластов, опасных по выбросам угля и газа. Вместе с тем имеются факторы, которые являются основными при выборе способа управления горным давлением в большинстве встречающихся на практике случаев. К этим факторам следует отнести, прежде всего, способность пород кровли к обрушению, в частности, наибольшее распространение при разработке угольных и ряда рудных месторождений получил способ управления горным давлением, носящий название полное обрушение кровли. Применение этого способа позволяет перенести обрушение пород за пределы призабойного пространства. Осуществляют его периодическими обрушениями (посадками) кровли путем выбивки или передвижения крепи, установленной на определенном расстоянии от забоя. Для регулирования обрушения основной кровли применяют специальную крепь, выдерживающую большую нагрузку, чем обычная призабойная крепь. В качестве специальной крепи используют органные стенки, металлические костры, кусты из деревянных или металлических стоек, посадочные элементы механизированных крепей и т. д. Также эффективно полное обрушение с перепуском обрушенных парод с вышележащего горизонта на нижележащий при разработке крутых пластов и рудных тел средней мощности. Здесь этот способ является основным способом управления горным давлением. Способ частичного обрушения кровли менее эффективен, чем полного обрушения, и потому его применяют в настоящее время редко, в основном лишь при породах II класса. При этом способе управления горным давлением обрушение непосредственной кровли производят между бутовыми полосами, возводимыми в выработанном пространстве параллельно простиранию пласта. Обрушаемая толща в этих условиях имеет меньшую высоту, чем при полном обрушении, и не обеспечивает полного подбучивания основной кровли. Частичная закладка выработанного пространства является эффективным способом управления горным давлением в условиях резкого изменения мощности пласта, очень слабой почвы, весьма прочных или, наоборот, весьма слабых пород непосредственной кровли, т. е. преимущественно в условиях, когда процесс обрушения является труднорегулируемым Это достигают путем возведения бутовых полос по простиранию пласта. При разработке пластов мощностью до 1 м и тонких жил, в непосредственной кровле которых залегают породы, обладающие способностью прогибаться без видимых нарушений, целесообразно управлять горным давлением способом плавного опускания (особенно, если почва пласта склонна к пучению) Это один из наиболее простых и экономичных способов К числу самых дорогостоящих способов управления горным давлением относится в настоящее время полная закладка выработанного ггоостранства. Поэтому данный способ применяют в тех случаях, когда другие способы не обеспечивают безопасности работ, технически неосуществимы или не отвечают дополнительным требованиям, предъявляемым к горным работам в рассматриваемых конкретных условиях. Такие требования могут возникнуть при послойной отработке пластов и рудных тел, при отработке мощных сближенных пластов или рудных тел в восходящем порядке, при необходимости сохранить вышележащие горные выработки или ответственные сооружения, расположенные на земной поверхности, и в других случаях. В частности, целесообразно отрабатывать с полной закладкой выработанного пространства мощные крутопадающие пласты угля, склонного к самовозгоранию. При этом для исключения перепуска с верхних горизонтов сыпучих пород, глин, пород из участков потушенных и действующих пожаров между горизонтами следует оставлять надежные целики или возводить специальные полосы из упрочненной закладки. Способ закладки выработанного пространства (с учетом степени усадки закладочного материала) выбирают в зависимости от конкретных условий и поставленных задач. Иногда бывает достаточным удержать породы непосредственной и основной кровли от обрушения, а иногда нельзя допустить даже прогиба пород свыше определенного (нередко весьма малого)значения. В условиях разработки маломощных угольных пластов крутого падения значительное распространение получил способ удержания призабойного пространства на кострах. При этом способе управления горным давлением в условиях пластичных пород преобладают явления плавного опускания кровли, а в условиях прочных пород—процессы обрушения. 4.5. Классификация применяемых систем разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых. Под системой разработки месторождений полезных ископаемых понимают порядок проведения во времени и в пространстве определённого комплекса подготовительных и очистных выработок, а также способ осуществления очистных работ для добычи полезного ископаемого. Разработано более 200 различных классификаций систем разработки, в их основу положены различные классификационные признаки: • Размеры и форма месторождений (классификация проф. Крейна); * Способ поддержания выработанного пространства (классификация проф. Н.И. Трушкова, Горного Бюро США и др.);
Однако до настоящего времени нет достаточно совершенной классификации, вследствие весьма значительного разнообразия геологических и горнотехнических условий месторождений полезных ископаемых и применения многочисленных вариантов для каждого конкретного случая. Для дальнейшего изложения нашего курса мы будем придерживаться классификации, в основу которой положен геомеханический фактор - способ управления напряжённым состоянием массива окружающих пород. Необходимо отметить, что классификация по такому признаку или, что, практически, одно и то же, по признаку «управление горным давлением», «управление кровлей» является наиболее распространённой и, кроме того, охватывает все твёрдые полезные ископаемые -уголь, соли и руды. В соответствии с этой классификацией все применяемые системы разработки делятся на 3 класса (табл. 4.1);
В ходе дальнейшего изложения курса рассмотрим последовательно особенности управления геомеханическими процессами для каждого из выделенных классов систем. Классификация систем подземной разработки месторождений. Таблица 4.1. Г
|
Похожие:
 |
Инструкция по выполнению работы Экзаменационная работа по литературе состоит из 3 частей. На ее выполнение дается 4 часа (240 минут). Рекомендуем так распределить... |
 |
Республики Бурятия Комитет по образованию Администрации г. Улан-Удэ мбоу российская гимназия №59 Количество часов: 140 часов (4 часа в неделю) – 5-8 классы, 102 часа (3 часа в неделю) – 9 класс |
|
2. Теории поведения человека в организации (4 часа) 46 Тема Коммуникативное... Рабочая программа составлена на основании типовой программы гос впо и авторских разработок |
|
Рабочая программа по английскому языку для 10-11классов 3 часа неделю (102 часа) Биболетовой М. З., Трубаневой Н. Н. к Умк «EnjoyEnglish» для учащихся 2-11 классов общеобразовательных учреждений (Обнинск: Титул,... |
|
Конспект классного часа в 11 классе Тема классного часа: «егэ- это не страшно!» Активизация сильных сторон личности старшеклассника и формирование адекватного мнения о егэ |
|
«Толкование права» Блок 1: Работа с информацией (текстом). Практическое занятие 1 (4 часа) Практическое занятие 1 (4 часа): Критический анализ текста: поиск аргументов изложенной позиции и формулирование контраргументов |
|
Календарно-тематическое планирование 10 класс Количество часов: 3... Авторская программа М. З. Биболетовой, Н. Н. Трубаневой по английскому языку для 2-11 кл общеобразовательных учреждений. Обнинск:... |
|
Памятка туриста по Греции В аэропорт вам необходимо приехать заранее: в Домодедово за 3 часа, в Шереметьево за 2 часа. Там Вас будет ждать представитель с... |
|
В аэропорту Регистрация на рейс начинается за два с половиной часа, а заканчивается за сорок минут до указанного в билете времени (время в авиабилетах... |
|
В аэропорту Регистрация на рейс начинается за два с половиной часа, а заканчивается за сорок минут до указанного в билете времени (время в авиабилетах... |
|
Приказ №111 от «30» 08. 2017 года Календарно-тематическое планирование... Календарно-тематическое планирование Spotlight 7, 3 часа в неделю, 102 часа в год |
|
Конспект классного часа в 9, 11 классах Тема классного часа: «егэ это не страшно!» Цель занятия: активизация сильных сторон личности старшеклассников, формирование адекватного мнения о гиа, снижению стресса в экзаменационный... |
|
Рабочая программа по русскому языку в 8 классе Количество часов: 3 часа в неделю (102 часа) Программа разработана в соответствии с примерной программой на основе авторской программы по русскому языку для 5-9 классов. Авторы:... |
|
Рабочая программа имеет Рф отводит 102 часа для обязательного изучения ия на этапе начального общего образования (во 5-9 классах по 3 часа в неделю). При... |
|
Рабочая программа учебного предмета «Технология» На изучение этого предмета отводится 118 часов на весь уровень обучения. В 1 классе отводится 33 часа (1 час в неделю при 33 недельной... |
|
Программа раздел I. Введение в дисциплину «Правовая статистика» Тема... Общая теория статистики и отдельные отрасли статистики: экономическая — промышленности, сельского хозяйства, строительства транспорта,... |