Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа

2.6.7. При подходе верхней части этажа к зоне ПГД шахтопласт отрабатывают как выбросоопасный.

2.6.8. При проведении на крутых пластах монтажных ниш (печей) для щитовых агрегатов осуществляют постоянный контроль размера зоны разгрузки по динамике газовыделения.

2.7. Оперативное управление интенсивностью технологических процессов

2.7.1. На шахтах Донбасса на выбросоопасных пластах в очист­ных забоях с комбайновой, щитовой и струговой технологией выемки, а также в нарезных и подготовительных выработках может применять­ся оперативное управление интенсивностью выемки угля.

2.7.2. Под оперативным управлением понимают изменение режима технологического воздействия на пласт в соответствии с результа­тами контроля акустической эмиссии (АЭ) горного массива аппарату­рой ЗУА. Оперативное управление реализуется своевременной приос­тановкой технологического процесса по команде оператора группы сейсмопрогноэа с последующим разрешением на возобновление работы. Для осуществления оперативного управления при использовании в забое пневматической энергии организуют прямую громкоговорящую связь между оператором группы сейсмопрогноза и машинистом, уп­равляющим механизмом. При использовании в забое электроэнергии организуют прямую телефонную связь с диспетчером (начальником смены), который снимает напряжение с управляемого механизме, пу­тем дистанционного (с помощью аппаратуры ТУ-ТС) отключения элек­троэнергии с поверхности. Команда оператора должна быть выполне­на в течение 2 мин.

2.7.3. Для применения оперативного управления интенсивностью технологических процессов рассчитывают параметры управления: t₃ - время реакции пласта на прекращение работ (время последей­ствия процесса); d - доля накопленной активности АЭ, вероятной за время t₃ ; К - коэффициент запаса, необходимый для определе­ния предельно допустимой активности ( Ń_СТОП).

Перечисленные параметры в зависимости от управляемого процес­са рассчитываются по результатам предварительных наблюдений за акустической эмиссией шахтопласта и выдаются шахте ДонУГИ в виде заключения об управляемости системы "воздействие-массив-реакция".

2.7.4. Основным информативным признаком при управлении интен­сивностью выемки угля являются часовая (Ńi,ч ) и десятиминутная

( Ni,₁₀ ) активности.

2.7.5. Предельно допустимые значения активности (Ń_СТОП ) оп­ределяются по формуле

Ń_СТОП≥N_КР (2.23)

где N_КР - определяется в соответствии с пунктом 2.4.7.

2.7.6. При регистрации значения активности, равной N_СТОП, оператор подает команду для прекращения выемки угля.

2.7.7. Разрешение на возобновление выемки может быть дано после начала нового часового интервала определения активности АЭ, но не ранее, чем через время последействия процесса t₃ , если активность не достигла критического значения. При достиже­нии N_КР оператор выдает прогноз "опасно".

2.7.8. Оператор должен фиксировать на рабочую магнитную лен­ту и в журнале регистрации активности АЭ все команды на останов­ку механизма и разрешение на возобновление работы с указанием в времени выдачи команды и фамилии принявшего команду.

2.7.9. При оперативном управлении оператор группы сейсмопро­гноза может одновременно обслуживать не более двух трактов реги­страции, контролирующих один забой.

2.7.10. Операторы группы сейсмопрогноза, участвующие в опе­ративном управлении, должны пройти обучение по программе ДонУГИ и иметь квалификационные удостоверения на право ведения оператив­ного управления интенсивностью технологических процессов.

2.7.11. Цель и порядок оперативного управления, правила рас­чета и практического выполнения должны быть изложены в паспорте участка в разделе "Применение аппаратуры ЗУА" и согласованы с ДонУГИ.

Раздел 3. ОПЕРЕЖЮЩАЯ РАЗРАБОТКА ЗАЩИТНЫХ ПЛАСТОВ

3.1. Общие положения

3.1.1. Механизм защитного действия опережающей разработки за­щитных пластов для предотвращения выбросов угля, породы и газа заключается в снижении горного и газового давления, увеличении газопроницаемости путем разгрузки и дегазации над- и подработан­ных пластов угля и пород.

Защитным считается такой пласт (пропласток, слой породы), опережающая разработка которого обеспечивает полную безопасность в отношении внезапных выбросов на защищаемом пласте свиты или частичную разгрузку от горного давления, облегчающую выполнение других способов борьбы с внезапными выбросами регионального или локального характера.

Защите подлежат угольные пласты, опасные и угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа, слои выбросоопасных песчаников, по которым проводятся горные выработки.

3.1.2. Пласты в свите могут разрабатываться в нисходящем, восходящем и смешанном порядках. Порядок разработки пластов в свите выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить эффективной защитой наибольшее число пластов, опасных и угрожаемых по вне­запным выбросам.

При наличии в свите неопасных пластов (пропластков) или угрожаемых пластов следует предусматривать их первоочередную раз­работку в качестве защитных. Если все пласты в свите отнесены к выбросоопасным, то в первую очередь следует разрабатывать менее опасный пласт или пласт, при разработке которого наиболее эффек­тивно применение комплекса мер по предотвращении внезапных выбросов угля и газа и обеспечивается максимальная защита соседних пластов по площади. Защита пластов в пределах всего этапа (полная защита) обеспечивается следующими способами (рис. 3.1):

надработкой при условии, что защитный пласт отработан на вы­шележащем горизонте (рис. 3.1, а);

двойной защитой (рис. 3.1, б);

подработкой при условии, что защитный пласт отрабатывает с опережением на один этаж и более (рис. 3.1, в);

восходящим порядком отработки этажей и пластов (рис.3.1 г),

В остальных случаях защита на всю высоту этажа не обеспечи­вается (рис. 3.1, д, е).

Участки а1 характеризуются повышенной опасностью по внезап­ным выбросам, в особенности в ситуации, показанной на рис. 3.1, д.

На крутых пластах запрещается ведение горных работ в нижней незащищенной части этажа (частичной защиты) по схеме рис. 3.1, д. кроме следующих случаев:

выемку угля производят столбами по падению с помощью щитовых агрегатов при полевой подготовке выемочных столбов;

лава работает по безмагазинной схеме, запасные выходы на от­каточный штрек оборудуют в выработанном пространстве, а выемку угля комбайном производят без присутствия людей в забое;

выемку угля производят в пределах защищенной зоны через ге­зенки, проведенные с полевого откаточного штрека или откаточно­го штрека нижележащего пласта.

Использование частичной защиты на пластах крутого падения во всех остальных случаях определяет комиссия в соответствии с п. 1.2.5 настоящей Инструкции.

З.1.З. Отработку защитного пласта необходимо производить без оставления целиков и участков угольного массива в выработанном пространстве^X) . Оставление целиков, не предусмотренных програм­мой развития горных работ, допускается с разрешения технического директора объединения с обязательным нанесением их и зон ПГД от них на планы горных работ. Учету подлежат целики, минимальный размер которых превышает 0,1L , на мощных пластах - все целики, минимальный размер которых больше в 8м ^{Х Х}).

_______________________

х) Под целиком следует понимать часть угольного массива, наимень­ший размер которой не превышает 2L , где L - ширина зоны опорного давления, определяемая по номограмме рис. 3.2. Если указанный размер больше 2L , то речь идет о краевой части

участков угольного массива.

Рис. 3.1. Основные схемы использования ведомых пластов:

А - очистная выработка на защитном пласте; В - выработанное про странство на отработанных горизонтах; С - границы защиты; а₁- не-

защищенный участок; I - порядок отработки пластов и этажей

Рис. 3.2. Номограмма для определения ширины L зоны опорного давления

3.1.4. Минимально допустимую мощность ( h min ) междупластья при подработке, с точки зрения технологической возможности пос­ледующей разработки опасного по выбросам пласта, определяют по формулам:

h min > KmCosα При α< 60°,

h min > KmSin(α/2) При α> 60°,

где m - мощность защитного пласта (слоя), м; α – угол падения, град; К - коэффициент, учитывающий геологические и горно-техни-ческие условия разработки защитного пласта; К= 4 при разработке защитного пласта с закладкой выработанного пространства; К =6 при разработке тонких и средней мощности пластов с полным обрушением кровли; К = 8 при разработке мощного пласта щитовой сис­темой с обрушением кровли при интенсивном перепуске пород с вы­шележащего горизонта; К = 10 при разработке мощного пласта длинными столбами по простиранию или щитовой системой с обрушением кровли при затрудненном перепуске пород с вышележащего горизон­та.

При h min < 5 м подработка опасных по внезапным выбросам пла­стов допускается при наличии положительного заключения ВНИМИ и МакНИИ.

хх) Допускается исключение из учета целиков угля в случаях, ког­да инструментально установлено уменьшение их до минимальных размеров, о чем составляют акт, который утверждает главный инженер шахты.

3.1.5. При разработке защитных пластов следует применять спо­собы управления кровлей полным обрушением или плавным опусканием.

Управление кровлей полной закладкой выработанного пространст­ва допускается при эффективной мощности m эф, рассчитываемой в соответствии с п. 3.2.1, достаточной для обеспечения защиты.

При надработке защитными пластами мощностью 0,5 м и менее не допускается оставление в выработанном пространстве отбитой горной массы, за исключением случаев, когда h₂<0,7S₂ ,

3.1.6. Главный маркшейдер шахты наносит границы защищенных, незащищенных зон и зон повышенного горного давления (ПГД) на планы горных работ и на рабочие эскизы участка; представляет со­ответствующим службам шахты маркшейдерскую документацию, необхо­димую для составления проектов ведения горных работ; разрабаты­вает мероприятия по маркшейдерскому обеспечению ведения горных работ вблизи и в пределах границ зон ПГД; не позднее, чем за ме­сяц до подхода горных выработок к границам незащищенной зоны и зоны ПГД письменно (в "Книге указаний и уведомлений маркшейдерс­кой службы") уведомляет об этом главного инженера шахты и началь­ника соответствующего участка, а также знакомит с содержанием этого уведомления горно-технического инспектора, закрепленного за шахтой; при подходе горных выработок к границе зоны ПГД на расстояние не менее 20 м, но не позднее, чем за трое суток до подхода к этой границе выдает начальнику участка под расписку эскиз выработок с указанием на нем границ входа и выхода, а так­же расстояний до них от маркшейдерских пунктов или от характер­ных элементов горных выработок. Анализ и учет использования за­щитных пластов ведется согласно приложению 7.

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, m_β - 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 80 м в резуль­тате расчетов, выполненных в соответствии с настоящим пунктом, получено S₂ < 20 м, 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