МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА В Н И М И

УКАЗАНИЯ

по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты угольных пластов мощностью до 3,5 м с углом падения до 35°

Ленинград

Г ™Л Л Q3 Q3 QQ

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

121910. Моаом, вроемгг Кадтпгаа, д. 23

QI, 04*85— л .14-2-ЗД65.

На М _

^г0 применении Указаний по ^п управлению горньш давлением в очистных забоях под (над) обликами и краевыми частями при разработке свиты уголышх пластов

Направляю Вам для руководства при решении вопросов управления кровлей очистных забоев в зонах влияния целиков и краевых чаотей Указания по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты угольных пластов мощностью до 3,5 м с углом падения до 35°*

Указания предназначены для применения при разработке угольных пластов не опасных по горным ударам, выбросам угля, породы и газа и вводятся в действие с I июля 1985 года*

С вводом в действие Указаний отменяются следующие нормативные документы:

I* Рекомендации по управлению кровлей и креплению очистных забоев я* пестах с углом падения до 35° при переходе ими зон влияния целиков и краевых частей смежных пластов (Дополнения к Руководству по управлению кровлей и креплению очистных забоев на пластах с углом падения до 35°), утвержденные Минуглелромом Украинской СОР 21*07,80 (Донецк, Донуги, 1980).

2, Раздел 7 Временных указаний по управлению горным давлением в очистных забоях на пластах мощностью до 3,5 м о углом падения до 35°, утвержденных Минуглепромом СССР 18*11*81 (Ленинград, ВНШИ, 1982),

Начальник Технического управления

Рис. 3. Безразмерные значения дальности влияния зон Г1ГД прн проходе лав над целнкамн (краевыми частями):

"    ^Аля    перпендикулярных    целиков    и    схода    с    перпендикулярных    краевых    частей;    —    —    •._ддя

параллельных целиков, краевых частей и входа на перпендикулярные краевые частя

Рис. 4. Безразмерные значения дальности влияния зон ПГД при проходе лав под целиками (краевыми частями):

■    —    дли перпендмкулирных целиков и выхода иэ-под перпендикулярных краевых частей; — *■* —■ —

дли параллельных целиков, краевых частей и входа под перпеидикулириые краевые части

9

по дальности. Проводя из этих точек линии, параллельные оси абсцисс, до пересечения с .осью ординат, получают значения Ni/l для каждой зоны. При Ni/l~Xi дальность влияния зоны ПГД (м) определим:

Ni=XiL

Для диагональных и параллельных целиков и краевых частей границы зон ПГД по дальности определяют одинаково.

1.4. Определение положения границ зон ПГД в плоскости разрабатываемого пласта

На схеме (рис. 5) показаны: влияющий пласт 1 и разрабатываемые 2 и 3, угол падения пластов а, дальность распространения

Рис. 5. Схема построения зон ПГД от целика на вертикальном разрезе вкрест простирания

10

ЗПО, 03, ПЗ в почву и кровлю влияющего пласта. Для построения зон ПГД прежде всего проводят границы зон ПГД по дальности параллельно напластованию на расстояниях от влияющего пласта: N'_b N2, N₃ (в почву) и N_b N₃ (в кровлю). Далее из точек А' и В' (А и В) под углом 60° к напластованию штриховыми линиями проводят лучи до пересечения с границами ЗПО по дальности в точках С' и D' (С и D). Из точек С' и D' (С и D) проводят прямые перпендикулярно напластованию до пересечения с границами зон 03 и ПЗ по дальности в точках Л' и M^f (Ли М) и Е' и Ж^г (Е и Ж). Таким образом, отрезки С'Л' (СЛ) и D'M' (DM) являются боковыми границами 03, а отрезки Л'Е' (ЛЕ) и М'Ж' (МЖ) боковыми границами ПЗ. Для построения боковых границ ЗПО из точек А' и В' (А и В) в плоскости напластования откладывают отрезки А'К' (Л/() и В'Т' (ВТ), равные 20 м. Точки К' и V (К и Т) соединяют с точками С' и fl' (С и В) и получают боковые границы ЗПО. Для пласта 2 ширина ЗПО будет равна отрезку П'Р\ а для пласта 3 — ПР. Построение границ зон ПГД от краевых частей производится в соответствии со схемой (рис. 6). Со стороны выработанного пространства зоны ПГД строят так же, как от целика. Со стороны массива границами зон являются прямые, проведенные перпендикулярно напластованию через точки на границах зон опорного давления в массиве угля. Примеры построения границ зон ПГД даны в прил. 1.

Границы зон ПГД, построенные на разрезах, необходимо нанести на специальную выкопировку с совмещенного плана горных работ по смежным пластам, календарный план развития горных работ, а также картограмму горных работ.

Обозначения границ зон ПГД на календарном плане горных работ должны удовлетворять [5]. Вдоль границы внутри зоны красным цветом следует выделять название зоны (ЗПО, 03 или ПЗ).

1.5. Особые случаи построения зон ПГД

1.5.1.    От выступов краевых частей или выступов выработанного пространства зоны ПГД необходимо строить отдельно на разрезах по сечениям перпендикулярным каждой из сопряженных краевых частей. При этом каждая сопряженная краевая часть рассматривается как перпендикулярная, параллельная или диагональная.

1.5.2.    Если при построении зон ПГД на разрезах граница между двумя зонами проходит по разрабатываемому пласту, следует считать, что работы будут проводиться в более опасной зоне.

1.5.3.    При наличии под (над) целиками или краевыми частями нескольких разрабатываемых угольных пластов границы зон ПГД строят для каждого угольного пласта. При наличии под (над) разрабатываемым угольным пластом нескольких пластов с оставленными целиками и краевыми частями зоны ПГД необходимо строить от каждого целика или каждой краевой части.

1.5.4.    В случае наложения на разрабатываемом пласте зон влияния от нескольких целиков или краевых частей границу зоны от одного

П

Рис. 6. Схема построения зон ПГД от краевой части на вертикальном разрезе вкрест простирания

целика (краевой части), попадающую в зону от другого (другой части), но не превышающую эту зону по степени опасности, на планы не наносят.

1.6. Особенности определения степени опасности построенных зон ПГД

1.6.1. Если при работе очистного забоя фактический характер проявлений горного давления в зоне отличается от прогнозируемого при построении, то название зоны и мероприятия по управлению кровлей в ней должны быть скорректированы. Например, если при ведении очистных работ в опасной зоне наряду со снижением устойчивости нижних слоев кровли увеличивается давление на крепь, то построенную опасную зону следует рассматривать как зону

12

повышенной опасности. При ведении очистных работ под (над) параллельными целиками и краевыми частями, а также при входе под перпендикулярные краевые части или в зону влияния над ними допускается ЗПО рассматривать как 03, если в ней происходит только снижение устойчивости нижних слоев кровли. При ведении очистных работ под (над) перпендикулярными целиками и при выходе из-под перпендикулярных краевых частей не допускается ЗПО рассматривать как 03, так как в начальный период влияние может быть мало заметным, а при выходе из зоны резко увеличиться.

1.6.2. Для условий Челябинского и Львовско-Волынского бассейнов со слабыми боковыми породами при т_в^1,5 м степень опасности построенных зон ПГД может быть изменена с учетом «возраста» оставленных целиков и краевых частей. Изменение степени опасности зон ПГД не распространяется на случаи прохода очистных забоев над (под) перпендикулярными Целиками шириной более 0,5/ и выхода из-под перпендикулярных краевых частей. Для всех остальных случаев (схем) встречи линии очистного забоя с проекцией кромки целика или краевой части при «возрасте» целиков или краевых частей свыше 5 лет степень опасности зон ПГД снижается: ЗПО переходит в 03, а 03 в ПЗ.

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ ПЛАНИРОВАНИЮ РАЗРАБОТКИ СБЛИЖЕННЫХ ПЛАСТОВ

2.1.    Вопросы управления кровлей и крепления в очистных забоях в зонах влияния целиков и краевых частей требуют комплексного решения как на стадии проектирования, так и в период ведения очистных работ.

На стадии проектирования необходимо принимать заблаговременно (за 3—5 лет и более) такие решения, при осуществлении которых влияние целиков и краевых частей было бы исключено полностью или сведено к минимуму.

В период подготовки и ведения очистных работ необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия по управлению кровлей и креплению в зонах ПГД, исходя из конкретных горно-геологических условий (определяющихся типами кровли по устойчивости и нагрузочным свойствам) и характеристик зон влияния, полученных построением по вышеописанной методике.

2.2.    При составлении проектов вскрытия и подготовки выемочных участков рекомендуется:

2.2.1.    Переходить на бесцеликовую технолгию или допускать оставление целиков шириной не более 2т_ъ\

2.2.2.    Исключить прохождение очистных забоев под (над) целиками, границы которых перпендикулярны направлению подвигания забоев; при этом предпочтительно, чтобы угол между забоем и проекцией границы целика был более 15°.

2.2.3.    Исключить случаи выхода очистных забоев из-под перпендикулярных краевых частей; при подработке исключить случаи

13

схода с перпендикулярных краевых частей. Для этого необходимо выбирать направление подвигания очистного забоя таким образом, чтобы вместо выхода осуществлялся вход.

2.3. В тех случаях, когда избе-

жать перехода очистными забоями ЗПО невозможно, рекомендуется заблаговременно рассмотреть возможность применения следующих специальных способов снижения вредного влияния целиков и краевых частей.

Рекомендуемые способы являются экспериментальными. Для их применения необходимо под руководством бассейнового НИИ разработать специальный проект и согласовать его с ВНИМИ.

2.3.1. Способ разрушения краевых частей на влияющем пласте

Перед началом ведения очистных работ по влияющему пласту рекомендуется из монтажной камеры 3 (рис. 7) пробурить скважины 4,5,6ъ сторону неотработанного

/ — пик опорного давления на подрабатываемом пласте до взрывания; 2 — пик опорного давления на подрабатываемом пласте после взрывания; 3 — монтажная камера надрабатывающего (подрабатывающего) пласта; 4 — взрываемая скважина над краевой частью; 5 — взрываемая скважина в угольном массиве краевой части; 6 — взрываемая скважина под краевой частью; 7 — пик опорного давления на надрабатываемом пласте до взрывания; 8 — пик опорного давления на надрабатываемом пласте после взрывания: ^ XI —

обрушенные породы;    —    >гольный    пласт

Рис. 8. Способ полной выемки целиков угля

массива угля и пород и разупрочнить разбуренный участок способом взрывания или нагнетания воды в скважины. В результате перераспределения и выравнивания напряжений на краевой части после ее разрушения снизится величина концентрации давления на смежных угольных пластах и повысится безопасность их отработки. Длину скважин выбирают с таким расчетом, чтобы граница краевой части смещалась за пределы зон ПГД.

2.3.2. Способ полной выемки целиков угля

Полную выемку межлавных целиков рекомендуется производить механизированным способом одновременно с очистными работами в лаве 3 (рис. 8). При этом конвейерный штрек 1 смежной лавы сохраняется для проветривания очистного забоя на участке выемки целика 2. В другом варианте проводится дополнительный штрек вприсечку к конвейерному штреку смежной лавы.

2.3.3. Способ разрушения домков на влияющем пласте

В период ведения очистных работ по влияющему пласту рекомендуется разрушать межлавные целики гидрорыхлением по схеме (рис. 9).

В процессе подвигания очистного забоя 5 целик 1 обуривают скважинами 6, обсаживают скважины перфорированными трубами 7, подсоединяют трубы к магистральному трубопроводу 3> который проложен по подготовительной выработке 4, оконтуривающей целик, и соединен с насосом 2. Нагнетание воды в скважины осуществляют в ту часть целика, которая остается в выработанном пространстве и не служит цели охраны подготовительной выработки и сопряжения очистного забоя. В результате разрушения целика в его окрестностях снимается концентрация напряжений, что обеспечивает безопасные условия разработки смежных угольных пластов. Этим способом можно разрушать не только узкие межлавные целики, но и более широкие, предназначенные для охраны бремсбергов, уклонов, штреков и др.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСУЩЕСТВЛЕНИЮ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ ПОДХОДЕ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ К ЗОНАМ ПГД

3.1.    Главный маркшейдер шахты должен заблаговременно (за шаг осадки основной кровли, но не менее чем за 20 м до границы зон ПГД) уведомить главного инженера шахты о подходе очистного забоя к зоне ПГД, а в дальнейшем о выходе из нее. В соответствии с полученным сообщением главный инженер шахты должен отдать распоряжение об осуществлении оперативного прогноза состояния кровли и крепи очистного забоя (прил. 2) и назначить лиц из технического персонала шахты или участка, ответственных за его выполнение.

3.2.    Перед входом в зону ПГД все оборудование очистного забоя (крепь, комбайн, конвейер) должно быть в работоспособном состоянии. Герметичность гидростоек должна быть проверена методом дораспора. Сущность метода дораспора заключается в том, что в начале ремонтной смены каждой гидростойке очистного забоя задается начальный распор. Если при этом шток гидростойки пере-мещяется вверх, то предполагается, что данная гидростойка негерметична и ее номер записывают. Через 3—4 часа производится повторное задание начального распора гидростойкам. Гидростойки, штоки которых перемещаются вверх при повторном задании начального распора, считаются негерметичными и подлежат ремонту или замене.

3.3.    Величины необходимого суммарного удельного сопротивления крепи очистного забоя (МПа) вне зоны ПГД должны соответствовать приведенным (табл. 1) в зависимости от нагрузочных свойств основной кровли разрабатываемого пласта.

Таблица 1

Вынимаемая мощность пласта, тв. м	Тип основной кровли по нагрузочным свойствам
	легкая	средняя	тяжелая
До 1	0.2—0,25	0,25—0,3	0,4—0,6
1.01—2	0,3—0.35	0,35—0,4	0,6—0.8
2,01—3,5	0.4—0,45	0.45—0,5	0.8 — 1

16

Примечание. В соответствии с [1] тип основной кровли по нагрузочным свойствам определяется отношением мощности легкооб-рушаемых пород кровли к_{л 0} (м), залегающих над угольным пластом, к вынимаемой мощности угольного пласта т_в (м). К легкой относят основную кровлю при йл.о/'Яв^ (6—7); к средней—при (6—7) > >/г_{л о}/т_в^(3—4); к тяжелой — при 0^/г_{л о}/т_вс (3—4). Нижний предел удельного сопротивления крепи для средней кровли следует принимать при Н_л-0/т_Е>5; для тяжелой кровли при Н_{л 0}/т>\_у5;

верхний предел удельного сопротивления, соответственно, при Л.о/^з<5 и h_{A 0}/т_ъ< 1, 5.

Распределение величины удельного сопротивления индивидуальной крепи по ширине поддерживаемого пространства очистного забоя должно соответствовать табл. 4 [1].

3.4.    В проекте подготовки очистных забоев и в паспорте управления кровлей и крепления необходимо предусмотреть осуществление дополнительных мероприятий по управлению кровлей и креплению при переходе зон ПГД, предотвращающих или нейтрализующих опасные проявления горного давления; в паспорте должны быть отражены: последовательность, технология и меры безопасности выполнения работ.

3.5.    Перед входом очистного забоя в зону ПГД участковый маркшейдер обязан вручить начальнику участка выкопировку с плана горных работ, на которой должна быть показана привязка границ зон ПГД в плане к маркшейдерским точкам.

3.6.    С мероприятиями по предупреждению опасных проявлений горного давления, технологией их выполнения и правилами безопасного ведения работ все рабочие должны быть ознакомлены под расписку.

4. МЕРОПРИЯТИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ КРОВЛЕЙ И КРЕПЛЕНИЮ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ

В ЗОНАХ ПГД

4.1. Участковый маркшейдер и начальник участка должны на границах зон ПГД под (над)перпендикулярными целиками и краевыми частями установить в выработках предупреждающие знаки: ЗПО, 03 или ПЗ со стрелкой, указывающей в какой стороне расположена зона.

При работе очистного забоя под (над) параллельными целиками и краевыми частями предупреждающий знак должен быть установлен у входа в очистной забой; на знаке мелом должна быть указана зона ПГД и номера секций или рам крепи, между которыми она расположена.

Если такие целики или краевые части расположены под некоторым углом к направлению подвигания забоя и зона ПГД перемещается вдоль забоя, то технический надзор участка по указанию начальника участка должен ежесуточно на знаке отмечать номера секций и рам, вблизи которых проходит граница зоны ПГД.

17

4.2.    При разработке мероприятий по управлению кровлей и креплению в очистных забоях, попадающих в зону повышенной опасности (ЗПО) надо считать кровлю по нагрузочным свойствам более тяжелой, чем вне зоны, легкую вне зоны в ЗПО считать сред-ней, среднюю — тяжелой.

По устойчивости нижних слоев в очистных забоях, попадающих в 03 и ЗПО, надо переводить кровлю из устойчивой (вне зон) — в среднеустойчивую, среднеустойчивую — в неустойчивую, неустойчивую—в весьма неустойчивую.

Для очистных забоев, попадающих в ЗПО и в 03, мероприятия должны быть разработаны предварительно, чтобы своевременно предусмотреть обеспечение их соответствующими техническими средствами. Следует считать, что ни в той, ни,в другой зоне не может быть устойчивой кровли, а в ЗПО не может быть легкой кровли.

Для очистных забоев, попадающих в прогнозную зону (ПЗ), не требуется заблаговременная разработка мероприятий. Они должны разрабатываться и применяться после появления признаков ухудшения состояния кровли. Как правило, в ПЗ может оказаться необходимым применение мероприятий только для предотвращения обрушений кровли в подкрепное пространство, т. е. для предотвращения вывалообразования.

4.3.    При входе очистных забоев в ЗПО от перпендикулярных целиков и от перпендикулярных краевых частей мероприятия по усилению крепи необходимо осуществлять немедленно, хотя в начальный период после входа в ЗПО еще может не быть признаков ухудшения состояния кровли.

При входе очистных забоев в 03 от перпендикулярных целиков и перпендикулярных краевых частей, а также при входе очистных забоев в ЗПО и в 03 от параллельных или диагональных целиков и краевых частей, разработанные заранее мероприятия можно осуществлять после появления признаков ухудшения состояния кровли. Для своевременного обнаружения этих признаков до входа в зону необходимо начать, а после входа продолжить наблюдения за состоянием кровли по методике оперативного прогноза (прил. 2). Наблюдения должны проводиться силами технического надзора участка (сменными горными мастерами или специально назначенным горным мастером, или помощником начальника участка). К признакам ухудшения состояния кровли относится увеличение интенсивности трещиноватости и вывалов, размеров уступов в кровле, которые количественно характеризуются коэффициентами: трещиноватости К_Ту вывалов К_в и уступов /С_у. В соответствии с методикой оперативного прогноза увеличение хотя бы одного из коэффициентов в 1,5 раза (по сравнению с фоновым значением вне зоны) должно рассматриваться как признак ухудшения состояния кровли. После этого немедленно нужно начать внедрение мероприятий.

Наблюдения путем осмотра кровли без каких-либо измерений с занесением результатов наблюдений в журнал участка должны быть начаты и при входе'очистных забоев в ПЗ. Если видимых

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА ВНИМИ

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем Министра В. Д. НИКИТИНЫМ 16 мая 1984 г.

УКАЗАНИЯ

по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками краевыми частями при разработке свиты угольных пластов мощностью до 3,5 м с углом падения до 35°

Ленинград

1984

изменений интенсивности трещин не будет, вывалы будут иметь вы-соту не более 0,2 м и их суммарная площадь заметно не увеличится, то и в дальнейшем можно ограничиться такими осмотрами. Если будут на глаз заметны изменения состояния кровли в ПЗ, то необходимо ^произвести ее более надежную количественную оценку, используя методику (лрил. 2). При наличии признаков ухудшения состояния кровли в этой части следует применять мероприятия по предотвращению вывалообразования, как и в 03.

4.4.    В ЗПО должны применяться мероприятия для предотвращения зажатия крепей и вывалообразования.

Мероприятия для каждой из зон должны разрабатываться с учетом применяемых в очистных забоях крепей, типа кровли по нагрузочным свойствам и по устойчивости.

4.5.    В ЗПО в очистных забоях с индивидуальной крепью должны применяться следующие мероприятия по предотвращению зажатия крепи.

4.5.1.    При средней по нагрузочным свойствам кровле (которая вне зоны относилась к легкой) необходимо:

—    увеличить удельное сопротивление крепи (см. табл. 1) путем увеличения плотности расстановки стоек с более высоким сопротивлением;

—    подобрать типоразмер стоек таким образом, чтобы запас их раздвижности и податливости исключал разрушение стоек с замками трения или зажатие нажестко гидростоек; как правило, надо применить меньший типоразмер стоек, устанавливая их на податливые подкладки; для предупреждения аварийных случаев из-за недостаточной податливости стоек необходимо систематически измерять запас податливости стоек в наиболее удаленных от забоя рядах;

—    повысить устойчивость рам крепи путем установки их спаренно или путем установки откосных стоек;

—    устанавливать стойки на уширенные металлические опоры или на лежни, если стойки вдавливаются в почву более, чем на 0,05 м.

4.5.2.    При тяжелой по нагрузочным свойствам кровле (которая вне зоны относилась к тяжелой или средней) кроме выполнения требований, изложенных в п. 4.5.1, необходимо увеличить удельное сопротивление крепи в 1,5—2 раза (см. табл. 1).

Если применение указанных выше мероприятий не предотвращает зажатие крепи, необходимо принять удельное сопротивление крепи выше рекомендованного в табл. 1, или изменить способ управления кровлей.

Изменить способ управления кровлей в очистных забоях с вынимаемой мощностью угольного пласта до 1,5 м возможно путем применения на период перехода ЗПО частичного обрушения или частичной закладки; бутовые полосы шириной 4—5 м выкладывать вручную или взрывом шпуровых зарядов (паспорт буровзрывных работ должен быть разработан, согласован и утвержден в установленном ПБ и ЕПБВР порядке). Расстояние между бутовыми

19

Указания по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты угольных пластов мощностью до 3,5 м с углом падения до 35°. Л., 1984. 62 с. (М-во угольной промышленности СССР. ВНИМИ, Донуги, Кузниуи, Печорниипроект, КНИУИ)

В Указаниях на основании результатов исследования ВНИМИ и институтов-соисполнителей изложена методика построения зон повышенного горного давления (ПГД) от целиков и краевых частей при разработке свит угольных пластов. Описан характер проявлений повышенного горного давления в лавах при прохождении ими зон ПГД. Даны рекомендации по управлению горным давлением и креплению в очистных забоях, работающих в зонах влияния смежных угольных пластов.

Указания являются дополнением и развитием раздела 7 [1]. Ил. 27, табл. 2, библиогр. 5.

ВВЕДЕНИЕ

При разработке свит угольных пластов очень часто создаются тяжелые условия управления горным давлением в очистных забоях, которые проходят под (над) целиками и краевыми частями, оставленными на смежных угольных пластах. В этих условиях скорость подвигания комплексно-механизированных очистных забоев и суточная добыча угля в них резко снижаются из-за зажатия и обыгрывания крепей, увеличения площади вывалов и др.

Исследование этого вопроса начато ВНИМИ и Донуги в 1978 г. в связи с решением совещания в Техническом управлении Минугле-прома УССР (протокол от 16.11.77 г). В результате проведенных исследований в 1980 г. были разработаны «Рекомендации по управлению кровлей и креплению очистных забоев на пластах с углом падения до 35° при переходе ими зон влияния целиков и краевых частей смежных пластов. (Дополнение к «Руководству по управлению кровлей и креплению очистных забоев на пластах с углом падения до 35°», изданные Донуги для Украинского Донбасса и отраслевые «Временные указания по управлению горным давлением в очистных забоях на пластах мощностью до 3,5 м и углом падения до 35°» (утверждены Минуглепромом СССР в 1981 г.) [1].

Основу указанных документов составляет анализ 685 случаев прохождения очистными забоями зон ПГД, проведенный по данным анкетирования в основных бассейнах отрасли, в том числе 512 — по Донецкому бассейну.

При анализе полученных материалов в качестве критерия влияния целиков и краевых частей на проявления горного давления в очистных забоях было принято снижение скорости подвигания очистных забоев при проходе зон ПГД. По степени проявления горного давления в очистных забоях в разделе 7 [1] выделены три зоны: зона повышенной опасности (ЗПО), опасная зона (03), прогнозная зона (ПЗ).

Результаты натурных исследований, проведенных НИИ-соиспол-нителями в 1981 —1983 гг. в очистных забоях шахт Донецкого, Кузнецкого и Челябинского бассейнов, и дополнительный анализ анкетных данных показали, что для случаев прохождения очистных забоев под целиками (краевыми частями) дальность границ ЗПО и 03, приведенная в [1], рекомендована со значительным запасом, а положение боковых границ ЗПО при малой мощности между-пластья и больших углах падения пласта рекомендовано без необходимого запаса. Результаты натурных исследований, проведенных в Челябинском бассейне, показали необходимость учета «возраста» целиков и краевых частей (т. е. периода времени, прошедшего с момента окончаний оформления их границ до момента прохода под (над) ними очистных забоев).

В настоящие «Указания...» внесены соответствующие изменения в методику построения границ зон ПГД при сохранении основных принципов построения, изложенных в [ 1 ]; систематизированы

3

рекомендации по выбору практических мероприятий по управлению горным давлением в очистных забоях, переходящих зоны ПГД; по предложению производственных объединений даны рекомендации по построению границ зон ПГД для целиков неправильной формы.

«Указания...» являются дополнением и развитием разд. 7 [1]. После ввода их в действие построение границ зон ПГД, а также выбор мероприятий по управлению горным давлением в этих зонах, необходимо осуществлять в соответствии с «Указаниями...»¹. Областью их применения являются угольные пласты не опасные по горным ударам и внезапным выбросам угля, породы и газа, разрабатываемые длинными очистными забоями в соответствии с действующими прогрессивными технологическими схемами (ПТС), правилами безопасности (ПБ) и правилами технической эксплуатации (ПТЭ) на глубинах до 1200 м. ^Указания...» разработали ВНИМИ, Донуги, Кузниуи, КНИУИ, Печорниипроект.

На схеме (см. рис. 1, б) показано расположение целика приблизительно параллельно направлению подвигания забоя (с отклонением от параллельности мецее 25°). Такие целики следует называть «параллельными». По той же аналогии на схемах (см. рис. 1, в и г), соответственно, показана параллельная «краевая часть» и «перпендикулярная». На схеме (см. рис. 1, в) краевая часть показана у верхней границы лавы, к этой же схеме относятся и случаи расположения краевой части у нижней границы. Целики и краевые части, отклоняющиеся от перпендикуляра или параллели к направлению подвигания забоя на угол более 25°, следует называть «диагональными».

На схемах (см. рис. 1, д и е) показаны случаи, когда краевые части сопряжены под некоторым углом; случай на схеме д следует называть «выступом краевой части», а на схеме е—«выступом выработанного пространства».

По проявлениям горного давления в очистных забоях наиболее-опасными являются случаи прохода очистных забоев под (над) перпендикулярными целиками (см. рис. I, а), выход из под краевой части или сход £ нее (см. рис. 1, г).

По степени опасности проявлений горного давления в очистных забоях, обусловленных влиянием целиков или краевых частей, оставленных на смежных пластах, выделяют три зоны:

зона повышенной опасности (ЗПО), опасная зона (03), прогнозная зона (ПЗ).

Основным критерием степени опасности зон ПГД является характер проявлений горного давления в очистных забоях.

ЗПО характеризуется наибольшей интенсивностью проявлений горного давления. При работе очистных забоев в этой зоне возможны динамические проявления горного давления, выражающиеся в мгновенном разрушении нижних слоев кровли или значительной части массива горных пород в окрестности очистного забоя вплоть до среза всего междупластья, что может привести к катастрофическому повышению нагрузок на крепь. Обычным проявлением влияния ЗПО является резкое снижение устойчивости непосредственной кровли. В этой зоне наиболее часто происходят случаи завалов лав, зажатия «нажестко» секций механизированных крепей, обычно увеличивается отжим угля и пучение почвы.

При работе очистного забоя в 03 происходит снижением устойчивости непосредственной кровли за счет повышенной трещиноватости и расслоения пород. В меньшей степени, чем в ЗПО, возможны случаи завалов лав и зажатия «нажестко» секций механизированных крепей. Наиболее частым проявлением горного давления в 03 является увеличение интенсивности процесса вывалообразования.

При работе очистного забоя в ПЗ целики и краевые части могут не оказывать заметного влияния на характер проявлений горного давления. Наиболее вероятно незначительное снижение устойчивости непосредственной кровли.

Границы зон ПТД при построении определяют по углу и дальности влияния в кровлю и почву влияющего пласта.

6

1.2. Определение ширины зоны опорного давления на влияющем пласте

При построении границ зон ПГД по дальности исходной является ширина зоны опорного давления по влияющему пласту, т. е. пласту, на котором оставлены целик или краевая часть. Для определения ширины зоны опорного давления / (м) необходимо знать глубину залегания целика или краевой части И (м) и вынимаемую мощность т_в (м) влияющего пласта [6].

В зависимости от величины Н и т_в ширину зоны опорного давления / по влияющему пласту определяют по номограммам (рис. 2):

по оси ординат отложена ширина зоны опорного давления /, по оси абсцисс — глубина залегания целика или кромки краевой части Н. Кривые на номограммах соответствуют вынимаемым мощностям влияющих пластов в пределах 0,5^/п_в^4 м для // = 200—1200 м (см. рис. 2, а) и для Н = 40^-200 м {см. рис. 2, б).

Для определения ширины зоны опорного давления на оси абсцисс из точки, соответствующей глубине залегания целика или кромки краевой части, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой, соответствующей вынимаемой мощности влияющего пласта в точке А. Из точки А опускают перпендикуляр на ось ординат и в точке В пересечения перпендикуляра с осью ординат определяют ширину зоны опорного давления. Например, определяя ширину зоны опорного давления при // = 640 м и т_в= 1,1 м (см. рис. 2, а), кривая, соответствующая т_в= 1,1м, проведена методом интерполяции между значениями т_в= 1 и 1,5 м (она показана штриховой линией, последовательность построения — стрелками). При указанных исходных данных ширина зоны опорного давления /=48 м.

1.3. Построение границ зон ПГД по дальности

Границы зон ПГД по дальности строят при помощи графиков (рис. 3 и 4). По осям абсцисс графиков отложены величины отношения а//, по осям ординат N/1, где а — ширина целика, м; / — ширина зоны опорного давления по влияющему пласту, м; i— название зоны ПГД (ЗПО, 03, ПЗ); Ni— дальность влияния зоны ПГД, м; /, 2, 3 — границы влияния зон ПГД по дальности, соответственно, ЗПО, 03, ПЗ.

При построении границ зоны ПГД целиками следует называть неотработанные участки на смежных угольных пластах шириной до 21. Участки шириной более 21 нужно рассматривать как краевые части угольного пласта. Для целиков менее 2т_в границы зон не строят. Границы зон ПГД определяют геометрически, построением на вертикальных разрезах по сечениям, перпендикулярным к границам целиков или краевых частей, которые на разрезах производят в приведенной далее последовательности.

1.3.1.    На выкопировке с совмещенного плана горных работ на влияющем и разрабатываемом пластах на участках оставленного целика или краевой части определяют сечение, по которому строится вертикальный разрез в принятом масштабе. На разрезе показывают влияющий и разрабатываемый пласты, целик (краевую часть), положение очистного забоя на разрабатываемом пласте.

1.3.2.    По номограммам (см. рис. 2) определяют ширину зоны опорного давления / по влияющему пласту.

1.3.3.    Для целиков вычисляют величину отношения а/l (для краевых частей a// = const=2).

1.3.4.    На графиках (см. рис. 3 или 4)*из точки на оси абсцисс, соответствующей вычисленной величине отношения а/7, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с границами зон ПГД

1

Отменяется действие «Рекомендаций по управлению кровлей и креплению очистных забоев на пластах с углом падения до 35° при переходе ими зон влияния целиков и краевых частей смежных пластов» (Донецк: Донуги, 1980. 54 с.) и разд. 7 [1].