книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых

яия

складчатой

структуры

го р н о го

м асси ва,'Г р аф и к и

зависим остей

/ - / *

/

»

< - ? ( * * )

сви детельствую т

о

Том*

что в

среднем

•оптимальное

к о л и ч ество

рвботагацих

склёпок

V' = 2,5*

Этим числом

I

. с л е д у е т .р у к о в о д с т в о в а т ь с я

в

дальнейшем при

‘рёвработке

рас ­

четной

схемы

усто й ч и во сти

о тк о со в

о йликативными

поверхностями

ослабления.

Л И Т Е Р А Т У Р А

I'. К озлов

Ю .С .,М очалов

АЛЛ,

Подбор

й

определение

ф изико -м еха-

ничеоких

и деформационных

х ар ак тер и сти к

И скусственных

омеоей

для

моделирования откосов*

-

Л»

ВНИГЛИ,

1 9 6 6 ,й

6 0 ,

о*

I 0 4 - I I 7 .

2 , Попов

И ,И ..О к а т о в

Р*П,

Б о р ьб а’ о

оползнями на

к а р ь е р а х . М.

Недра,

I9 6 0 ,

с .

55-78*

3 .

М етодические

у к а за н и я

по

определению

у гл о в

наклона

б о р то в,

откосов

у отуп ов

и

о т в а л о в , строящ ихся

и

эксплуатируемы х к ар ь ер о в .

-Л .

ВИШИ, 1 9 7 2 ,

- 1 5 8 о .

УДК 62 2 .6 3 1 .

Б .А .С екербаев,В .Ф *Д емиН ,В *П .Разж ивин

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЯВЖШЙ ГОРНОГО. ДАВЛЕНИЯ

ПРИ ОТРАБОТКЕ КАЛИИШХ ПЛАСТОВ ЛАВАШ

С пелыо и зучен и я

х а р а к те р а р азви ти я

гор н о го

давления при

сплош­

ной

выемке о

зак л ад к о й

были

проведены

экспериментальны е

исоле

-

ДоваНия на плоской модели из

эквивалентны х м атер и ал о в . М оделирова­

ние

м етодов эквивалентны х

оон оваво

на

замене

ес те ст в е н н о го

зак л а

-

дочного

м аооива

натуры такими

искусственными

м атериалам и,

п о к аза

-

телй

ф изи ко -м ехан и чески х свой отв

К оторы х. н аходятся

в

оп редзлев

-

ных

соотнош ениях

о аналогичными

п оказателям и

т е х же

сво й ств

м ате­

р и ал а натуры*

В

к а ч ео тв е

экви вален тн ого м атери ала

и сп о л ьзо вал ась

п есчан о -п араф и н овая

см есь

с

добавлением

5

$ молотой слюды.

Р ан ее

проводимые

и сследован и я

п о к а за л и ,

ч то

формирование

за к л а ­

дочного

м а с с и в а ,

в е о ь пропесо

пневм оёакйадки

оойяными

отходами

з а ­

ви сят от

влаж ности

зак л ад о ч н о го

м атериала* Наилучшре свой ства

з а ­

кладочный

м асои в

п р и о б р етает

при

влажности

закладоч н ого м атериа

~

ла

W

= 5*7 $ .

Эти

сво й ств а

были

приняты

при

моделировании

зак ­

ладочного

м а с с и в а .

Внешние п ризнаки

разруш ений а

смещений

пород

в

модели при

р а з ­

работке

п л во то в

и зу ч ал и сь

путем

си стем ати ческой

фотофиксапви

ли

иевой стороны

модели

с установленными

на

ней

марками. Фотоснимки

лают возможность ан али зи ровать образование

трещ ин,

зам ер я ть

сме­

щения, и

размеры отдельны х

обрушенных элем ентов

толщи пород

в

мо­

д ел и .

Для измерения

величины

и выявления

х ар ак тер а

р асп р ед ел ен и я

опорного давления применялись Деформометры Д -3 ,

разработан н ы е

БНШИ. Толщина измерительной плаотвнки выбрана

в со о тв етстви и

с

ожидаемыми нагрузками и жесткостью экви вален тн ого

м атер и ал а .П лас­

тинки изготовлены

ив

стали

С т-5

размером 3 0 x 1 6 x 1 ,Омм, На измерй

-

тельную

плаотвнку

наклеены

проволочные влектротензом етры

типа

2ПКБ-20-Ю 0

о базой 200мм

и

сопротивлением

1 0 0 ,3 Ом,С помощью

тензом етров

измерялся

прогиб

п яаоти н ок . П оказания

р еги о тр и р о ва

-

лись электронным многоточечным мостом

Щ Ц -3, Для

п редохранения

от влаги

деформометры

помещались

в целлофановые

мешочки. П еред

з а ­

кладкой

в

модель

деформометр тари ровалоя

отдельно

и н у м ер о вался .

Ожидаемая величина

нагрузки

на д л ас т в

н енагруш нном

м асси ве

составляла 0 ,0 3 5 МПа,

При

возможной

концентрации напряжения

в

зо ­

ве опорного

д авл ен и я,

равной

( 2 t3 )

величина

нагрузки

увели чи ­

в а е т с я до

0 ,0 7 5 МПа..

Тогда

н агр у зка

на

всю верхнюю крышку леформометра

с о с т а в и т

Hç-ходя из макоимальной

расчетн ой

н агр у зк и ,

ожидаемой

при

о т ­

р аб о тке

м одели, производили

тарировку

деформометров

о помощью

рычажного

прибора. Избыточное давлен и е с о зд ав а л о с ь

ступеням и

по

0 ,0 0 9 МПа.

Н агрузка,

передаваем ая

рычагом на

деформометр,

о п р ед ел ял ась ,

по формуле

P f

fê& g

+ 4 f t j

( I )

гд е

~

вео

чашки

0 коромыслом, 0 ,0 5 8

к г о ;

4 -

-

р ы чага,

0 ,0 5

кго}

f t

-

каждой

ступени н р и г р у за ,

д г с ,

с о о т в е т ­

ствен н о ,

тогда и

(2 )

Поправочный коэффициент на остаточную деформацию

п р и .р а з г р у з ­

ке по воем

датчикам в

среднем

4 #

= 1 ,0 4 2 ,

Тарировка

приборов

проводилась при

заложении

их

в

м асси в

м о д е -

'д в , определялись'поправочны е

коэффициенты,

служащие

для

п ерехода

гд е

0

-

ширину

с т е н д а ,

м«

/

-.

е г о

дли н а,

м ,

Давление

маооива

в натуре

яоотавило

^

**

^

щ * *

* ? °

** ?<? №

4

гд е

Р^

-

среднее

значение* объемного

в е с а ,

т о /м 3

$

4»

-

глубина р азр аб о тк и ,

м .

Необходимая

р асч етн ая

н агрузка

в

модели

на

всю

глубину до

плаота

равна

А

*

* * * # * « » ■

Ф актическая

н агрузка в

модели

при

вы соте

0 ,9 5 7

м со стави л а

â

ля

*

*

4 о т

т а >

С ледовательно,

необходимая

величина

пригруаа

4

^

*

4 4 *

- /,М »

-

/,А?

М Я а

Абсолютная

величина

п ри груза

Р ** А 4 *Р т f, f i • w * * q * & .

Пригруз

осущ ествлялся

q

помощью овиныовых п л и т,

равном ерно

расположенных по воей

длине

с тен д а . Ч астота

устан овк и

реперны х

м арок

для

измерения

перемещений вышележащих сл о ев

с о с та в л я л а

2 ,6 x 2 ,6 ом в

м одели,

что

со о тв етство в ал о в

натуре

5хБм.

По р езу л ьтатам исоледовавий построены графики

х ар ак тер а

р асп р е ­

деления и

изменения

величины

опорного

давления

вок р у г

лавы

(см .

р и с .,).

Результаты

показываю т,

что

ведение

р аб о т

в

с л о е , имитирующем

рулную

залеж ь,

привело

к

возникновению

впереди

лавы

опорного

давления,

значение

которого

в о зр а с та л о -по мере

подвигания

лавы .

Н арастание

величины

опорного

давления

происходило

п о с т е п е н н о ,у в е ­

личиваясь при отработка очередного учаотке

длиной

ГОм примерно

на 0 ,3

P H

.

Зона

влияния

опорного -давления р а с п р о стр а н я ется

вгл у б ь

м ассива

на 90 -100м ,

Закладочный м ассив

погруж ался

п о сте -

пенно

и только

на расстоянии

50-60м

от

забоя

зак л ад к а

н ачи н ает

воспринимать

значительную

ч е с т ь вео а

вышележащих п ород .

Коэффициент

концентрации

опорного давления

под

рудным

массивом впереди лавы

д оотлг

ово его

максимуме,

который

о к в зал о я

равным

2 ,6

р Ц

при

длине

отработки

лавы ,

равн ой

80to.

При

д а л ь -

I W

род

б м а с с и в е .

Поэтому

по

аналогии

о р а зр а б о тк о й

угольны х

м есто ­

рождений можно п ри н ять поправочный

коэф ф ициент,

равный 0 , 9 . Тог­

да

у сад к а

зак л ад о ч н о го

м а о о и в а 'и з

соляных

отходов

приним ается

равной

Л 3

-

/ * , ? ? * .

Анализ р е зу л ь т а т о в и сследований

п о к а за л ,

что

для

обеспечения

сплошности

водозащ итной

толщи при

р а зр а б о т к е

п л асто в

с полной

эвклавкой

закладочны й

м аооив

должен

иметь

уоап ку

не

более

1 5 -1 7 #

при

коэффициенте

заполнения вы работанного

п р о стр ан ств а

j£.

=

0 ,9 5 - 0 ,9 7 ,

Закладочный

м аоои в,

образованны й

из

отходов

-обогати

-

тельн ой

ф абрики,

имеет

максимальную уоадку

2 2 -2 9 #

при

н а г р у зк е ,

п орядка

1 0 ,0

МПа. С л ед овательн о,

Для

надеж ности сохранения

водо ­

защитной толщи

необходимо

улучш ать

прочноотные овойотва закл адо ч ­

ного м асоива

путем введен и я различны х

добавок в исходный закл адо ч ­

ный м атери ал

или

путем

м ехан и ческого

в о зд ей ств и я

на

закладочны й

м асси в .

УДК

6 2 2 .4 1 1 .3 8

Ы .А .Ермеков, В .И .Сипович,Г .Н .Ш евченко

ВЛИЯНИЕ ТРШИПОВАТОС1TI УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

НА ДЕПОРТИРОВАНИЕ ГОРНОГО МАССИВА

И

МЕГАНОНОСНОСТЬ

-Установить

влияние трещ иноватости угольных п ластов

и вмещаю -

щих порол

на

деформирование м ассива

и м етаноносность

с

целью

ее

п р о гн о за

за д ач а

весьм а

сложная

по

следующим причинам:

наличие

зн ач и тел ь н о го

числа ф ак то р о в,

совокупно влияющих на га зо н о с н о ст ь ;

м алая в е р о я тн о сть

наблюдения влияния одиночного

ф актора

на

г а з о

-

н о сн о сть;

значительны е

погреш ности

данных

г а зо в о г о

опробования

в

скваж инах,

связанны е с

издержками

м етодов

сам ого опробования

и

несоверш енством

оп робовательской

аппаратуры

при. значительном

об­

щем объеме' оп робования.

При полвйгании вы работки впереди

заб о я р а зв и в а е т с я

систем а тр е ­

щин р азн о й

величины , освобож дается

потенциальная энергия упругих

деформаций, зап асен н ая

в

определенном

объеме м ассива

во к р у г

заб о я,

вклю чая

п л а с т

и

вмещающие

породы,

весомый

вк л ад в

выделяющуюся

энергию

вн о си т

такж е расширяющийся

г а з .

Выбросоопаснооть угольных п лаотов о б условли вается напряженным

состоянием

м ао си ва,

трещ иноватостью ,

газон осн остью , физико-механи*-

вескими

свойствами у гл я

и зави си т от

го р н о -гео л о ги ч еск и х

условий

веления

горных

р а б о т . Глубина

зоны

га зо в о г о вы ветривания

-

один

из

определяющих ф акторов

для

выявления

опасных

у ч а с т к о в ,

при св о е ­

временном

предусмотрении

соответствую щ его.крм плекоа защитных м еро­

приятий, поэтому нами был иослёдован

компонентный

со о тав

г а з о в ,н а ­

ходящихся

в породах угленосны х толщ.

Содержание метана

в ар ги л ли тах ,

характеризующ их

кровлю

и

почву

п л ао то в,

находящихся

в

м етановой

зо н е ,

кодеблетоя

от

40 до

70#

у

к 20“к 7

и

от

88 1,0

у к |~ к 1

(см ,

т а б л . ) ,

Разнипа

в

содержании

м етана

в

указанны х

толщах

о б у сл о вл ен а,

по-*

видимого, более мелким гранулометрическим составом

ар ги л ли то в

ниж­

ней подсвиты , удерживающих м етан вплоть до принудительной

л е г а з а

-

пии. Несомненно, что содержание

м етана

в пробах

арги лли тов

верхн ей

и

средней

половит

занижено

против

природного

и з - з а

неполнопен

-

ности отбора проб . То

же

оамое

происходит,

в ер о я тн о ,

и

о

пробами

п есчан и ка,

содержание

м етана

в

которых

даже

на

глубине

свыше

1000м

редко превышает 40# . Тяжелые

углеводороды ,

ки слород,

углекислы й

г а з

и водород

в

породных

пробах

составляю т

менее

1 0 # .

О стальная

ч ао ть

(

в

арги л ли тах

5 -5 7 # , в

пеочаниках 4 8 -8 0 # )

приходится

на

до ­

лю

а з о т а .

Выразить

в

конкретных

цифрах

глубину

зоны

леметанизапии

п о р о д ,

основы ваясь

на

имеющемся

м атер и ал е,

невозможно. Ио

то т

ф ак т,

что

аргиллиты и особенно песчаники дегазированы

глубж е, чем

угольны е

плаоты , очевиден . Это

объясн яется тем ,

что

коэффициенты

п о р и сто с ­

ти

песчаника

до

глубины

400м

выше

коэффициентов пори стости

угл ей ;

Содержание

тяжелых углеводородов

в ар ги л ли тах

и зм ен яется

о т

нуле

-

вых

значений

на

глубине

500—600м

до

5 -6 # на

глуб и н ах

более

1000м ;

в песчаниках

на

т е х

же

гл уб и н ах их

м енее

4 # .

Содержание

у г л е к и о -

лого

г а з а

ко л еб лется

от

0 ,6

до 3 ,3 # ,

в

среднем

;е

превыш ает

2 # .

Водород

в

большинстве

проб о т с у т с т в у е т .

С опоставление компонентного

с о с та в а

г а з о в

угольны х

п л а сто в

и

аргиллитов

п о к а за л о ,

ч то

в м етановой

зоне он

п ракти чески

о д и н аков;

песчаники

же

р е зк о отличаю тся

по

содержанию м етана

и

а з о т а .

О сталь­

ных газо вы х

компонентов

в процентном

отношении

сто л ьк о

ж е,

к а к

и

в у г л е .

Макро—в

микро трещины

развиваю тся

в

породах

р азл и ч н о го

литологи

148