3.2. Границы защитного действия
3.2.1. Построение границ защищенных зон производят в соответствии со схемами, представленными на рис. 3.3 и 3.4, для чего необходимо располагать следующими исходными данными:
глубина разработки защитного пласта Н, м;
вынимаемая мощность защитного пласта m, м;
принятый способ управления кровлей на защитном пласте;
угол падения пласта α , град ;
процентное содержание песчаников в составе пород междупластья η ;
размеры выработки защитного пласта a и b (рис. 3.3 и 3.4).
Глубину Н принимают равной расстоянию от земной поверхности до нижней границы очистной выработки защитного пласта.
На схемах рис. 3.3 и 3.4 предполагается управление кровлей на защитном пласте полным обрушением или закладкой выработанного пространства по всей площади. Способ управления учитывают введением понятия эффективной мощности m эф защитного пласта: при полном обрушении m эф = m в случае применения закладки выработанного пространства значение m эф определяют по формуле
m эф= km ,
где k - коэффициент, учитывающий компрессионные свойства закладочного материала: k= 0,2 при гидравлической закладке; k= 0,3 при других видах закладки.
Для пластов крутого падения Центрального района Донбасса принимают k= 0,35 - при гидрозакладке, k= 0,45 - при других видах закладки, k= 0,7 - при управлении кровлей удержанием на кострах, k=1- при управлении кровлей полным обрушением или плавным опусканием. Если известен коэффициент k y усадки закладочного материала, то К определяют из выражения К = 0,1 + К у.
При разработке защитного пласта без оставления целиков угля между выемочными участками, а также при оставлении целиков, размеры которых меньше указанных в пункте 3.1.3, за величины а и b принимают суммарную ширину выработанного пространства по падению или простиранию. Если размер целика больше указанного в пункте 3.1.3, то за величину а или b принимают соответственно ширину выработанного пространства по падению или по простиранию, ограниченную с одной стороны целиком, а с другой - угольным массивом.
3.2.2. Размеры защищенной зоны в кровлю S1 и в почву S2 (рис. 3.3 и 3.4) определяют по формулам;
S1=β1β2 S`1
S2=β1β2 S`2
где значения S1 и S2, берут из табл. З.1 β1 - коэффициент, учитывающий значение m эф; β1 =m эф/m 0 , но не более I, mβ - критическое значение мощности защитного пласта, определяемое по номограмме рис. 3.5; β2 - коэффициент, учитывающий процентное содержание песчаников η в составе пород междупластья, β2 = I - 0,4η/100.
Если для лав защитного пласта длиной больше в результате расчетов, выполненных в соответствии с настоящим пунктом, получено S2 < , то следует принимать S2 = 20м.
Рис. 3.5. Номограмма для определения критической мощности защитного пласта m0 :
а- наименьший размер (а или b- см. рис. 3.3 и .3.4) выработки. Если а > 0,3Н, то при определении m0 принимается а = 0,3Н, но не более 250м
Таблица 3.1
|
Глубина Работ Н, м
|
Значение S‘1 , м
|
Значение S‘2 , м |
|||||||||||||
|
|
Наименьший размер a или b выработки в плане (рис.3.3 и рис.3.4), м
|
Наименьший размер a или b выработки в плане (рис.3.3 и рис.3.4), м
|
|||||||||||||
|
|
50
|
75
|
100
|
125
|
150
|
175
|
200
|
250
|
50
|
75
|
100
|
125
|
150
|
200
|
250
|
|
300
|
70
|
100
|
125
|
148
|
172
|
190
|
205
|
220
|
56
|
67
|
76
|
83
|
87
|
90
|
32
|
|
400
|
58
|
85
|
112
|
134
|
155
|
170
|
182
|
194
|
40
|
50
|
58
|
66
|
71
|
74
|
76
|
|
500
|
50
|
75
|
100
|
120
|
142
|
154
|
164
|
174
|
29
|
39
|
49
|
56
|
62
|
66
|
68
|
|
600
|
45
|
67
|
90
|
109
|
126
|
138
|
146
|
155
|
24
|
34
|
43
|
50
|
55
|
89
|
61
|
|
800
|
33
|
54
|
73
|
90
|
103
|
117
|
127
|
135
|
21
|
29
|
36
|
41
|
45
|
49
|
50
|
|
1000
|
27
|
41
|
57
|
71
|
88
|
100
|
114
|
122
|
18
|
25
|
32
|
36
|
41
|
44
|
45
|
|
1200
|
24
|
37
|
50
|
63
|
80
|
92
|
104
|
113
|
16
|
23
|
30
|
32
|
37
|
40
|
41
|
3.2.3. Если h1 < S1, при подработке или h2 < S2 при надработке (рис. 3.3 и 3.4), то необходимо выделить участки, характеризующиеся восстановлением опасных нагрузок, как это показано насхемах "б" и "в* рис. 3.3 и 3.4. Для этого используют углы защиты: δi ( i= 1,2,3,4) и углы давления φi ( i= 1,2,3), значения которых в функции от угла падения α Х) приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
|
Угол падения α, град. |
Угол зашиты, град.
|
Угол давления , град. |
|||||
|
|
δ 1 |
δ 2 |
δ 3 |
δ 4
|
φ1
|
φ2 |
φ3 |
|
0
|
80
|
80
|
75
|
75
|
64
|
64
|
64
|
|
10
|
77
|
83
|
76
|
76
|
62
|
63
|
63
|
|
20
|
73
|
87
|
75
|
75
|
60
|
60
|
61
|
|
30
|
69
|
90
|
77
|
70
|
59
|
59
|
59
|
|
40
|
65
|
90
|
80
|
70
|
58
|
56
|
57
|
|
50
|
70
|
90
|
80
|
70
|
56
|
54
|
55
|
|
60
|
72
|
90
|
80
|
70
|
54
|
52
|
53
|
|
70
|
72
|
90
|
80
|
72
|
54
|
48
|
52
|
|
80
|
73
|
90
|
78
|
75
|
54
|
46
|
50
|
|
90
|
75
|
80
|
75
|
80
|
54
|
43
|
48
|
3.2.4. Для условий Воркутинского месторождения при одновременном соблюдении условий: h < , α < 30°, m < и управлении кровлей - полным обрушением допускается принимать углы защиты δi , равными 90°.
3.2.5. Область восстановления опасных нагрузок на схемах б и в (рис. 3.3 и 3.4) образуется лишь при одновременном соблюдении двух условий:
а > L1+ L2 и b > 2L3
Параметры Li, ( i = 1,2,3), используемые для построения защищенной зоны в надработанном массиве, рассчитывают по формуле:
Li = β L`i ( i = 1,2,3),
причем значения определяют по монограмме рис.3.6.
х)Если направление подвигания очистного забоя не совпадает ни с линией простирания, гни с линией падения, то за величину принимают угол наклона пласта в сечении, перпендикулярном направлению забоя.
Рис. 3.6. Номограмма для определения величин Li (i=1,2,3)
Дальность эффективной защиты в почву и области восстановления опасных нагрузок составляет 0,7S2 . Следует иметь в виду, что в этой зоне, вследствие восстановления опасного уровня нагрузок, могут происходить горные удары, внезапные высыпания угля и другие динамические явления негазового типа.
3.2.6. Величины допустимых минимального и максимального опережений очистным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте (см. рис. 3.3, 3.4) приведены в табл. 3.3. При диагональном (уступном) расположении очистных забоев на защитном и выбросоопасном пластах в качестве границы очистной выработки защитного пласта принимают наиболее отстающий участок очистного забоя, а в качестве границы выработки выбросоопасного пласта - наиболее передовой участок очистного забоя.
Пример расчета защищенной зоны приведен в приложении 6.
Таблица 3.3
|
Условия разработки
|
Величина допустимого опережения
|
|
Минимальное опережение: b'1 - при подработке b'2 при надработке
|
h1 , но не менее h2 , но не менее
|
|
Максимальное опережение: b1 - при подработке b2 - при надработке
|
не ограничивается не ограничивается
|
3.2.7. Проведение разрезной печи (гезенков, углеспускных и вентиляционных скатов щитовых лав) на защищаемом пласте следует производить после определенного развития горных работ на, эащитном пласте. Минимальные параметры над- и подработки, при которых допускается начало работ по проведению разрезной печи на зачищаемом пласте, показаны на рис, 3.7. В этом случае при проведении печи необходимо проводить прогноз выбросоопасности.
В отдельных случаях допускается проведение разрезных печей при других параметрах на основании заключения ВНИМИ и МакНИИ.
3.2.8. Локальная выемка защитных пластов может применяться для защиты:
забоев подготовительных выработок, проводимых по выбросоопасным песчаникам или выбросоопасным пластам угля (рис. 3,8, а);
мест вскрытия выбросоопасных пластов угля и выбросоопасных слоев песчаника квершлагами (рис. 3.8, б, в);
участков а1 (рис. 3.1, д) пластов, опасных по выбросам.
Параметры локальной выемки защитных пластов при надработке определяют в соответствии со схемами, показанными на рис. 3.8.
В случае подработки размер защитной выемки определяет аналогичным образом, только размер h2 ( h'2 ) заменяют на h1 ( h'1 ).
Локальную выемку целесообразно применять когда расстояние между защитным пластом и защищаемым объектом не превышает .
3.2.9. Размеры защищенных зон в кровле и почве, а также по падению и восстанию по заключению ВНИМИ могут быть расширены на основании анализа опыта разработки пласта и экспериментальной оценки эффективности защитного действия.
Рис. 3.7. Заложение разрезной печи (гезенка) на защищаемом пласте:
I - линия створа с границей барьерного (охранного) целика, оставленного на защитном пласте; 2 - разрезная печь (гезенк),
3 - направление очистных работ
3.3. Построение и учет зон повышенного горного давления
3.3.1. Целики и краевые части, оставленные на соседних угольных пластах свиты, создают зоны потаенного горного давления (зоны ПГД), являющиеся участками повышенной выбросоопасности. Построение границ зоны ПГД выполнят в соответствии с рис. 3.9.
3.3.2. Размеры зон ПГД в кровлю α1, и почву α 2 от краевой части определяют в зависимости от размеров выработанного пространства а м глубины разработки Н пласта, на котором оставлен источник ПГД, по табл. 3.4, Размер L определяет по номограмме рис. 3.2,α
