МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

вними

ТРЕБОВАНИЯ

к определению механических свойств горных пород

при геологнческсм изучении полей шахт Министерства угольной промышленности СССР (при разведке, строительстве, реконструкции и эксплуатации)

Ленявград

1977

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

ВНИМИ

Согласовано:    Утверждаю:

Заместитель министра геологии    Первый    заместитель    министра

СССР    угольной    промышленности СССР

В. И. ИГРЕВСКИЙ    в. В. БЕЛЫЙ

17.08.1977 г.    26.10.1977 г.

ТРЕБОВАНИЯ

к определению механических свойств горных пород при геологическом изучении полей шахт Министерства угольной промышленности СССР (при разведке, строительстве, реконструкции и эксплуатации)

Ленинград

1977

общей мощностью 2,5—3 м (непосредственная кровля) и залегающие непосредственно под ним слои и нерабочие угольные пласты общей мощностью 1,5—2 м (непосредственная почва); слои пород и пласты угля, залегающие в интервале глубин от 15—20 м выше до 5—10 м ниже каждого намечаемого ТЭО горизонта заложения околоствольных дворов, квершлагов.

б. Интервалы менее детального изучения: прочие слои пород и нерабочие угольные пласты разреза по скважинам, размещенным вблизи намечаемых ТЭО мест расположения шахтных стволов, от дневной поверхности до глубины на 30—40 м ниже намечаемого горизонта заложения нижнего околоствольного двора.

1.12.    По интервалам особо детального изучения (согласно пп.

1.9— а, 1.10—а и 1.11—а настоящих «Требований...»; определяются механические свойства следующих слоев и пластов:

а)    каждого из литологически отличающихся от смежных пласта угля, прослоя и слоя породы мощностью не менее 0,3 м (для пластов, слоев мощностью более 1 м опробуют каждый полный и неполный метр мощности);

б)    характерных представителей литотипов пород и угля из числа слоев, пластов н прослоев мощностью от 0,1 до 0,3 м.

в)    слоя породы или нерабочего угольного пласта мощностью не менее 0,1 м, непосредственно залегающего в кровле каждого рабочего угольного пласта (ложная кровля).

Пласты, прослои и слон мощностью менее 0,1 м опробованию на механические свойства не подлежат.

Для всех пластов, прослоев и слоев, в том числе мощностью менее 0,1 м, тщательно регистрируется мощность и расположение и дается краткое макроскопическое петрографическое описание с указанием параметров трещиноватости (число систем, ориентировка, густота и характер трещин).

1.13.    По интервалам менее детального изучения (согласно пп.

1.9— б, 1.10—б, 1.11—б настоящих «Требований...») механические свойства определяются для каждого из литологически отличающихся от смежных пласта угля и слоя породы мощностью не менее 1 м (для пластов, слоев мощностью более 3 м изучают каждые полные и неполные 3 м мощности). Характерные представители литотипов пород, угля из пластов мощностью от 0,1 до 1 м изучаются только по скважинам на намечаемых ТЭО местах расположения шахтных стволов.

Пласты, слои и прослои мощностью менее 1 м (а для скважин на намечаемых ТЭО местах расположения шахтных стволов — менее 0,1 м) по интервалам менее детального изучения опробованию не подлежат.

Расположение всех контактов между литологически различающимися слоями пластами регистрируется.

1.14.    С каждого места опробования на механические свойства отбирается проба породы, угля, петрографический состав, структура и текстура, а также механическое состояние которой должны быть максимально представительными для массива в опробуемом месте, а размеры и количество достаточны для выполнения необходимых испытаний и определения требуемых показателей.

Проба отбирается из определяемой геологом типичной по сложению, составу, влажности и механическому состоянию части слоя, пласта, подлежащего опробованию. При невозможности отбора пробы непосредственно в намеченном месте и при выдержанности состава пород по напластованию, в качестве исключения допускается отбор в соответствующем по мощности изучаемого слоя, пачки месте (выработке), удаленном от намеченного не более, чем на 100 м по простиранию и не более, чем на 50 м по падению опробуемого слоя, пачки. При этом должна регистрироваться оценка отклонения от типичности пробы.

Расположение каждого места отбора проб угля, пород на механические свойства как по площади, так и по мощности разве-дуемого породного массива, должно быть обязательно зарегистрировано в документации результатов определения механических свойств пород.

1.15.    В зависимости от характера разведочных выработок, используемых для опробования, пробы могут быть в виде кусков буровых кернов или монолитов, отбираемых в необходимом количестве из подземных выработок или обнажений массива.

Минимальные размеры породных кусков в пробе для механических испытаний устанавливаются:

—    для керновых проб диаметр не менее 30—40 мм, длина не менее 150 мм (не считая скосов у торцов);

—    для монолитов не менее 200x200x150 мм (минимальные размеры в направлении длины, ширины и высоты, не считая мест, нарушенных при отделении от массива и подлежащих удалению).

При выходе бурового керна опробуемых слабых, трещиноватых и мелкослоистых пород и угля в виде маломерных обломков (в особенности при отборе проб согласно пп. 1.12—б и в,1.13 настоящих «Требований...», а также в случаях измельчения монолитов в процессе их отделения от массива в подземных выработках) допускается уменьшение размеров кусков, образующих пробу, до 40 x 40 x 40 мм, причем испытания проводят методами пониженной надежности, а связность породы по структурным контактам (трещинам, расслоениям) не определяют.

Для слабых и мелкослоистых разновидностей угля и пород, не поддающихся выемке кусками, допускается отбор пробы в виде мелочи размером не менее 20x20x10 мм для грубых испытаний части показателей механических свойств соответствующими метода-

ми (например, метод толчения), остальные же показатели не определяются. В этих случаях допускаются также методы испытания породы с пониженной надежностью, непосредственно в обнажении или горной выработке (без отбора пробы) пробниками вдавливания.

При полной невозможности отбора пробы угля или слабой породы из скважин и горных выработок, вызванной измельчением ее до размеров, менее указанных, механические испытания не предусматриваются, а механические свойства угля (породы) определяют по результатам анализа мелочи с визуальной приблизительной оценкой крепости и точной регистрацией места залегания указанной породы, предпочтительно по данным каротажа. В этих случаях, при наличии изученной для данного геологического района корреляции петрографических признаков породы и их механических свойств, для оценки последних используют результаты петрографического изучения пород и указанные корреляционные зависимости.

Порода во всех кусках пробы должна быть (в пределах представительности пробы) одинакова по составу, сложению и состоянию. Пробы характерных представителей литотипов угля и пород (отбираемые в соответствии с пп. 1.12—б и 1.13 настоящих «Требований...» допускается составлять из кусков (кернов или монолитов), отобранных из различных, но литологически сходных слоев, прослоев н пластов.

1.16.    Количество кусков керна, монолитов, составляющее пробу породы, назначается в зависимости от предусмотренных видов и применяемых методов испытаний, а также с учетом размеров кусков (табл. 1.1.).

1.17.    Технология отбора проб должна в максимальной мере обеспечивать их представительность и предотвращать механическое нарушение целостности или изменение естественной трещиноватости и расслоенности слагающей их породы, а также их естественной влажности. Для отделения проб от массива в обнажениях и горных выработках нежелательно использование взрывных работ и применение резко-ударных операций. Использование же этих технологических приемов регистрируется при отборе пробы и учитывается при петрографическом анализе происхождения трещиноватости опробуемой породы. При применении ударных операций по отбору проб в обнажениях и горных выработках (кайление и т. п.) размеры кусков отбираемых проб увеличивают из расчета последующей зачистки поврежденных поверхностей проб на глубину 5—10 см. Для отделения проб от массива рекомендуется максимально использовать буровые (напрмер, обуривание строчками шпуров) и режущие (например, применение угольных пил) операции. Обнажения, используемые для отбора проб, предварительно зачищают для удаления эрозированной породы.

Способы транспортировки и хранения проб должны обеспечить их первоначальную целостность и влажность. С этой целью в

необходимых случаях производится защитная консервация слагающих кусков (парафинирование или упаковка в полиэтиленовые мешочки), специальное затаривание (в ящики с досыпкой смягчающим толчки материалом) и принимаются меры предосторожности от толчков, падений, атмосферных и температурных влияний.

1.18.    Каждая проба сопровождается краткой первичной документацией, в которой фиксируются время и фактичское место ее отбора согласно п. 1.14 настоящих «Требований...», ориентировка ее залегания в массиве (согласно пп. 1.12—1.13) и замечания о степени фактической представительности породы. В документации должны быть также сведения о местах контактов опробуемого слоя со смежными (желательно, по материалам каротажа). Эти сведения должны совпадать с данными геологических описаний пород по скважинам, выработкам. Для проб, отбираемых по интервалам особо детального изучения, в первичной документации отражают также предусмотренные п. 1.12 настоящих «Требований...» сведения о трещиноватости породы.

Состав механических испытаний горных пород, выполняемых при разведке угольных месторождений.

1.19.    На этапе поисковой разведки по пробам представителей основных литотипов пород, отбираемых согласно п. 1.8 настоящих «Требований...», определяется предел прочности при сжатии в состоянии естественной влажности (водонасыщения).

На этапах предварительной и детальной разведки (и доразведки) месторождений с пологим (до 25°) падением пластов должны, как правило, определяться показатели механических свойств согласно табл. 1.2.

На этапах предварительной и детальной разведки (и доразведки) месторождений с наклонным и крутым (более 25°) падением пластов должны, как правило, определяться показатели механических свойств согласно табл. 1.3.

Методы механических испытаний горных пород, выполняемых при разведке угольных месторождений

1.20.    Для определения показателей механических свойств пород, угля выполняются механические испытания образцов, изготовленных из породных проб. Исключение составляют случаи оценок механических свойств на основании петрографического изучения пород с использованием визуальных оценок или корреляции механических свойств с петрографическими признаками согласно п. 1.22 настоящих «Требований...», а также случаи оценок механических свойств пород при поисковой разведке, с использованием данных о крепости пород на аналогичных месторождениях согласно п. 1.6 настоящих «Требований...».

	U i: редел ее и ыепо казатоля-
Места опробования	Предел прочности при сжатии в состоянии естественной влажности о косфщиен-том варкаиии	Предел прочности при растяжении в направлении напластования с хоЭ'Рбгдиен-тои вариации	Предел прочности при растяжении в направлении нормали к наляастова-юло с коз б* фяцкентои вариации	Модуль упру гости (грубая оцояка)	Показа тели пластич ности (грубая оцеиха)	Визуальные све-деяяя о поверхностях структурного ослабло кия (слоистость, Т ре виноватость) я оценка их связности
Рабочие угольные пласты, опробуемые согласии ш>. 1.9-е, 1.10-е, 1.11-е	♦			♦	♦	♦
Слоя и пласты нопосрод-ственноЯ хровлк рабочих пластов, опробуемые согласно nn. 1.9-а, 1.10-а, 1.11-а, и осиовиой кровли, опробуемые согласно nn. 1.9-6, I.IO-б к 1.Ц-6	♦	♦	+	t		♦
Слои и пласты непосредственной почвы рабочих пластов, опробуемые согласно пп. 1.9- а, 1.10-а, I.II-а, и полстялаюелх поров, опробуемые согласно пп. 1.9- 6, I.IO-б к I.II-6	♦			♦	♦	♦
Прочно слои и пласты, опробуемые согласно пп. 1.9-в и I.lc-в	♦

	Определяемые показатели
Квота опробования	Предал прочности при сжатии в состоянии естественной влажности с коэффициентом вариации	Предел прочности яри растяжении в направлении иапяаотования с коэффициентом вариации	Предал прочности при растяжении в направлении нормали к напластование с коэффициентом вариации	Модуль упру гости (грубая оценка)	Пока зате ли плас тич ности (грубая оценка)	Визуальные сведения О поверхностях структурного ослабления (слоистость трсциноаа-тость) и оценка их сьяэностн
Рабочие угольные пласты, опробуемые согяасио пя. 1.9-а, 1.10-а и I.II-а	♦	♦	♦	♦	♦	♦
Слои и пласты непосредственной кровля рабочих пластов, опробуемые cot'* яаоно пп. 1.9-а, 1.10-а, I.II-а, м основной кровли, опробуемые согласно пп. 1.9-6, I.IO-б, I.II-6	♦	♦	♦	♦	♦	♦
Слон и пласты непосредственной почвм рабочих пластов, ог.робуемыв оог-явоно пп. 1.9-в, 1.10-а, 1.11- а, и подстилавшие пород, опробуемые согласно пп. 1.9-6, I.IO-6, 1.11- 6	♦			♦	♦	♦
Прочие слои и пласты, опробуемые согласно пп. 1.9-в И I.IO-8	♦

Применяемые методы механических испытаний должны учитывать нормативные положения действующих стандартов и выбираться в зависимости от определяемых показателей (согласно п. 1.19 настоящих «Требований...»), их надежности¹ и характера горной породы, обусловливающего возможность отбора кусков породы, угля необходимых размеров и изготовления из них породных образцов. При наличии равноценных по надежности и по виду определяемых показателей методов испытаний, до введения соответствующих стандартов, допускается выбор методов испытаний из числа предусмотренных настоящими «Требованиями...» в зависимости от производственных возможностей разведочной организации.

1.21. На этапе поисковой разведки допускается определять показатели механических свойств пород с надежностью, соответствующей грубым методам испытаний.

На этапе предварительной и детальной разведки (и доразведки) надежность механических испытаний должна соответствовать нормальным или упрощенным методам испытаний с определением средней для породной пробы величины и коэффициента вариации каждого определяемого показателя. Грубые методы испытаний и оценок механических свойств пород допускаются при этом в случаях:

—    определения предела прочности при сжатии слабых разновидностей угля и пород, не поддающихся выемке проб кусками, пригодными для испытаний нормальными или упрощенными методами и отбираемых пробами в виде мелочи размером не менее 20х20х Ю мм;

—    испытаний проб слоев, прослоев, пластов мощностью менее 0,3 м, отбираемых (в соответствии с пп. 1.12—б и в н 1.13 настоящих «Требований...») в количестве недостаточном для проведения испытаний методами нормальной надежности;

—    определения показателей упругости, пластичности и связности по поверхностям структурного ослабления.

1.22.    Из числа допускаемых настоящими «Требованиями...» методов механических испытаний предпочтительными являются прямые, при которых механизм деформирования и разрушения породы при испытании непосредственно характеризуется определяемыми показателями.

Наряду с прямыми допускается применение косвенных методов, при которых определяемый показатель устанав вают по результатам испытания с привлечением теоретических допущений (например, теорий прочности и деформируемости). Надежность косвенных методов испытаний устанавливается тарировкой — опытным сопоставлением с соответствующими прямыми методами. Результаты тарировки используют в форме поправочных коэффициентов, расчетных формул, таблиц или других нормативов.

Для косвенного определения механических свойств пород с пониженной надежностью можно использовать корреляционные связи значений определяемого показателя с другими известными показателями (механическими, петрографическими или влажностными). Надежность косвенного определения устанавливается с учетом коэффициента корреляции вышеуказанной связи, при отсутствии же сведений о коэффициенте корреляции (в том числе в случаях оценок крепости слабых пород, угля, измельчающихся при отборе пробы до размеров, менее установленных п. 1.15 настоящих «Требований...») косвенное определение приравнивается к грубой оценке.

1.23.    В целях обеспечения требуемого уровня надежности испытаний, наряду с применением соответствующих методов и выполнения их нормативов, при определении каждого показателя механических свойств породы, угля предусматриваются повторные испытания образцов изучаемой пробы: для уровня надежности нормальных испытаний 8—10 шт., упрощенных — 4—5 шт., грубых — 2—3 шт. При применении методов, предусматривающих использование остатков испытанного образца для проведения повторных испытаний, вышеуказанное число образцов сокращается соответственно.

Уменьшение числа образцов по сравнению с вышеуказанным снижает надежность метода до уровня, соответствующего фактическому числу образцов.

Показатели механических свойств пород, определяемые нормальными и упрщенными методами, содержат средние арифметические значения и коэффициенты вариации, вычисляемые по результатам повторных испытаний с использованием обычных формул математической статистики. В качестве значений показателей механических свойств пород, определяемых грубыми методами, принимаются результаты повторных испытаний образцов, различающиеся между собой не более, чем на 25—30%.

1.24.    Предел прочности породы, угля при сжатии (коэффициент крепости) определяется одним из следующих методов²:

Для нормального уровня надежности испытаний:

—    одноосное сжатие цилиндрических породных образцов с шлифованными торцами между плоскими плитами испытательной машины;

—    одноосное сжатие цилиндрических породных образцов между рифлеными плитами испытательной машины;

—    сжатие породных дисков плоскими соосными пуансонами.

Для уровня надежности, соответствующего упрощенным испытаниям:

—    раскалывание сферическими инденторами породных кусков произвольной, в том числе неправильной формы, с использованием корреляции показателей прочности;

—    одноосное сжатие между плоскими плитами испытательной машины породных образцов полуправильной или кубообразной формы с шлифованными торцами.

Для уровня надежности, соответствующего грубым испытаниям:

—    ударное измельчение в стальном цилиндре падающей гирей угольной, породной мелочи;

—    уплотнение плунжером в стальном цилиндре, угольной породной мелочи;

—    определение прочности с использованием корреляционных связей определяемого показателя с показателями упругости и ультразвукового каротажа;

—    динамическое вдавливание портативным молотком Е. Шмидта или другими пробниками вдавливания.

1.25.    Предел прочности породы, угля при растяжении определяется одним из следующих методов*:

Для нормального уровня надежности испытаний:

—    раскалывание встречными сферическими инденторами породных кусков произвольной, в том числе неправильной формы;

—    раскалывание цилиндрических породных образцов усилиями, распределенными по их образующим («бразильский» метод);

Для уровня надежности, соответствующего упрощенным испытаниям:

—    разрыв с помощью соосных пуансонов дискообразных породных образцов с отверстием;

—    раскалывание стальными клиньями плнтообраэных породных образцов;

—    поперечное раскалывание породных кернов стальными клиньями.

1.26.    Модуль упругости породы определяется одрим из следующих методов^{3 4}.

—    упругое вдавливание встречных сферических инденторов в породные куски произвольной, в том числе неправильной формы;

Результате мехеиичослих испытаний пород по (наименование разведываемого объекта)

Номер сква- жнны (вмре- ооткн) Номер пробы Наиме- яова- ние поро ды Показатели механических :во2с?з Предел прочности при Полу ль упру- госта Пока зате ли плас тич ности Характе ристик струк турных ослаб ления Проч ность по струк турному хонток- *;■ Глубина отбора (место отбора) пробы сжатии растяжении среднее значе ние Кожине нт вариа-ции а лалр нормах пласто едении « к на-ванив вдоль напластования сред нее зкачо- нме коэ‘!<*- циент вариа ции сред нее значе- ике К03-У}« аиент вариа ции I 2 3 4 5 6 7 8 9 IV II 12 13 14

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании и высокопроизводительном ведении горных работ используется определенный комплекс сведений о механических свойствах угля и пород. Показатели механических свойств пород, угля используют в расчетах и прикидках инженерных решений при выборе систем и способов ведения горных работ с учетом высокой производительности работ, минимальных потерь ископаемого и обеспечения устойчивости горных выработок. От механических свойств зависит добываемость ископаемого, горное давление, сдвижение и обрушаемость пород.

Определение механических свойств горных пород входит в состав геологических работ и выполняется на всех этапах геологического изучения шахтных полей: при поисках, предварительной и детальной разведке (и доразведке), при инженерно-геологических изысканиях в периоды строительства, реконструкции и подготовки нижележащих горизонтов шахт, а также при геологическом изучении в период эксплуатации.

Выполнение работ по определению механических свойств пород предусмотрено имеющимися нормативными документами, устанавливающими состав и порядок ведения соответствующих геологических работ. Однако, объемы, состав и методы этих определений в указанных документах не детализированы и не приведены в соответствие с потребностями практического использования.

Настоящими «Требованиями...» устанавливаются порядок, объемы, виды и методы определения механических свойств горных пород на основных этапах геологического изучения шахтных полей с учетом:

—    специфического направления использования результатов определения механических свойств пород на данном этапе освоения шахтного поля;

—    требования максимальной экономии в проведении определений механических свойств пород при полноте использования их результатов;

—    технического уровня и организационных условий проведения геологических работ на данном этапе геологического изучения шахтного поля.

Выполнение требования максимальной экономии при проведении определений механических свойств пород предусматривает, в частности, преемственность этих работ, заключающуюся в полном использовании результатов начальных этапов изучения на последующих этапах.

Разделы настоящих «Требований...» одобрены Министерством геологии СССР, Гос. комиссией по запасам при СМ СССР, Госгортехнадзором СССР и Всесоюзным объединением Союзугле-геология Минуглепрома СССР, замечания которых в «Требованиях...» учтены.

1. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕЕНИЮ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ РАЗВЕДКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Общие положения

1.1.    При ведении разведки угольных месторождений (поисковой, предварительной, детальной, доразведки) предусмативаются работы по определению механических свойств пород, углей, для чего отбираются их пробы и проводятся испытания. Опробование пород, угля на механические свойства является составной частью инженерно-геологических работ при разведке угольных месторождений наряду с другими инженерно-геологическими и гидрогеологическими работами, описанием трещиноватости, изучением геологических условий залегания, определении запасов и кондиций разведуемого угля.

В целях сокращения работ по определению механических свойств пород, углей предусматривается преемственное использование на отдельных этапах разведки результатов определений механических свойств, выполненных на более ранних этапах.

1.2.    Настоящие «Требования...» находятс в соответствии с «Инструкцией по применению классификации запасов к месторождениям углей и горючих сланцев» (утверждена ГКЗ СССР 30 декабря 1966 г.), с «Временными техническими требованиями угольной промышленности к геологоразведочным работам и исходным геологическим материалам, представляемым для проектирования нового строительства и реконструкции шахт, разрезов» (утверждены МУП СССР 19 октября 1970 г.) и с «Инструкцией по изучению инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых при их разведке» (утверждена МГ СССР 9 апреля 1973 г.). «Требования...» развивают и детализируют положния указанных нормативных докумнтов в части состава, объемов, видов и методов выполнения работ по определению механических свойств пород при разведке шахтных полей.

1.3.    Данные о механических свойствах пластов угля и вмещающих пород и их изменчивости по шахтному полю являются неотъемлемой частью и основанием прогнозов горнотехнических условий ведения горных работ при строительстве и эксплуатации

угольных шахт. Поэтому целями проведения работ по определению механических свойств пород являются:

а)    на этапе поисковой разведки — установление целесообразности последующих разведочных работ и определение объмов этих работ. Данные определения механических свойств пород включаются в отчетную документацию о результатах поисков;

б)    на этапе предварительной разведки — определение общих промышленных перспектив месторождения, его горногеологических особенностей и основных условий вскрытия и отработки. Данные изучения пород включаются в Технико-экономический доклад ^ТЭД) о результатах разведки и используются для его рекомендаций;

в)    на этапе детальной разведки (и доразведки) — получение необходимых данных для проектирования горного предприятия. Результаты изучения пород включаются в документы разведки.

1.4.    Показатели механических свойств горных пород, угля, наряду с данными о их трещиноватости и расслоенности, являются одним из основных сведений, используемых для прогнозов и оценок устойчивости горных выработок и добываемости ископаемого, при проектировании и ведении горных работ с учетом управления процессами горного давлния и сдвижения пород и технологии горных работ.

Результаты определения механических свойств пород на этапе предварительной разведки используются проектной организацией при разработке технико-экономического обоснования (ТЭО) строительства горного предприятия.

Результаты определения механических свойств пород при детальной разведке используются для технического проекта горного предприятия, включая системы вскрытия и разработки, технологию и технику горных работ, мероприятия по предотвращению горных ударов и других динамических явлений в разрабатываемом массиве горных пород, нормирование и определение стоимости горных работ.

1.5.    Областью применения настоящих «Требований...» является разведка угольных месторождений и проектирование их подземной разработки. Общее руководство со стороны Минуглепрома СССР по применению «Требований...» осуществляется Всесоюзным геологическим объединением Союэуглегеология.

1.6.    Работы по определению механических свойств пород, угля при разведке угольных месторождений включают: установление мест отбора породных проб, отбор проб, пригодных для проведения механических испытаний, проведение испытаний, а также определение показателей механических свойств пород, угля геофизическими методами, документирование результатов определений.

В предусмотренных «Требованиями...» случаях определение механических свойств пород допускается без выполнения испытаний — по косвенным данным аналогии или с использованием корреляционной связи этих свойств с иными показателями, а

также опредение механических свойств горных пород по данным каротажа мест, подлежащих изучению механических свойств, но при выполнении условий:

—    наличия для данного геологического района достаточно тесной корреляции каротажных данных и показателей механических свойств;

—    проведения отбора породных проб и их механических испытаний по 20—25% скважин от общего количества скважин проводимой разведки.

Места изучения угля, пород (определения механических свойств) при разведке угольных месторождений

1.7.    Для определения механических свойств угля, пород должны использоваться разведочные выработки (скважины и горные выработки) предусмотренные программой проводимой разведки для установления условий залегания, запасов и кондиций угля, а также для решения остальных задач разведки.

В районах развития горно-эксплуатационных работ рекомендуется широко использовать для изучения пород и, особенно, угля горные выработки близрасположенных угольных шахт и разрезов с горно-геологическими условиями, аналогичными разведуемым.

При выборе мест изучения пород, углей на механические свойства следует учитывать их сокращение за счет преемственного использования на проводимых этапах разведки результатов опре-дений механических свойств пород, угля, выполненных на предшествовавших этапах.

В необходимых случаях в программе развдки предусматривается дополнительное бурение специальных инженерно-геологических скважин (согласно приказа Министра Геологии СССР № 162 от 20 апреля 1970 г.) и проходка горных выработок с опробованием углей, пород на механические свойства.

1.8.    При ведении поисковой разведки определение механических свойств горных пород выполняют на основе использования данных о крепости одноименных отложений по разведанным соседним участкам, полям, аналогичным разведуемому в отношении крепости пород. В отсутствии указанных месторождений — аналогов определение механических свойств пород, угля должно производиться по 1—2 скважинам на разведуемый участок в наиболее характерных по геологическому сложению местах этого участка. По скважине должны изучаться механические свойства представителей основных литотипов пород, угля.

При ведении предварительной и детальной разведки (и дораз-вдки) разведочная сеть выработок (скважин и используемых разведкой горных выработок и мест в этих выработках) должна обеспечивать достаточную надежность усреднения по площади разведываемого участка определяемых показателей механических свойств и определение показателей вариации и изменчивости этих

свойств по площади. Для изучаемых рабочих угольных пластов⁵ и их непосредственных кровли и почвы уровень надежности должен быть повышен.

Для достижения вышеуказанной надежности опредения механических свойств угольных пластов и покрывающих и подстилающих их пород (согласно пп. 1.9, 1.10 и 1.11 настоящих «Требований...») между местами определения по площади предварительной и детальной разведки (и доразведки), в зависимости от литологической и фациальной выдержанности слоев и с учетом геологического строения и генезиса месторождения, устанавливаются следующие интервалы:

—    для участков с выдержанными литологическим составом и механическими свойствами пород и простой морфологией угольных пластов и тектоническим строением (группа I по классификации ГКЗ) с учетом охвата всех выделяемых на участке литологических типов вмещающих пород,, интервалы между местами определения механических свойств пород не более, чем в 2—3 раза, а для рабочих угольных пластов и слоев их непосредственных кровли и почвы (согласно пп. 1.9—а, 1.10—а и 1.11—а настоящих «Требований...») — не более, чем в 2 раза, превышают соответствующие интервалы по линиям размещения (по простиранию и вкрест простирания) всех разведочных выработок, предусмотренных программой разведки. При этом для участков с пониженной мощностью угольных пластов и глубоким их залеганием (месторождения Донецкого, Кизеловского бассейнов и им подобные) породы угольного пласта и непосредственных кровли и почвы изучаются не реже, чем через 400—600 м. По участкам с неглубоким залеганием пластов, разведываемых густыми сетками (типа Подмосковного, Днепровского бассейнов) или в которых боковые породы пласта сложены рыхлыми отложениями, допускается разрежение сети изучния до тройного интервала принятой основной разведочной сети.

—    для участков с изменчивыми литологическим составом и механическими свойствами пород и сложной морфологией и тектоническим строением пластов (группа. 2 по классификации ГКЗ), с учетом охвата всех выделяемых на участке литотипов вмещающих

пород, интервалы между местами определения механических свойств пород совпадают или не более, чем вдвое превышают соответствующие интервалы по линиям размещения (по простиранию и вкрест простирания) всех разведочных выработок, предусмотренных программой проводимой разведки;

— для участков с очень изменчивыми литологическим составом и механическими свойствами пород и с очень сложной морфологией и тектоническим строением пластов (группа 3 по классификации ГКЗ) определение механических свойств пород производится по всем разведочным выработкам, предусмотренным программой проводимой разведки.

В зависимости от имеющейся степени изученности геологического района указанные интервалы по площади мест исследования пород на механические свойства при веднии детальной разведки могут быть увеличены по согласованию разведочной организации с проектной.

Для скважин, предусмотренных программой проводимой разведки специально для детализации строения геологических нарушений определение показателей механических свойств пород, угля рабочих угольных пластов и слоев их непосредственных кровли и почвы должно быть выполнено по всем этим скважинам (с преимущественным применением каротажа).

Для скважин детальной разведки, размещаемых вблизи намеченных ТЭО мест расположения околоствольных дворов и главных квершлагов, определение механических свойств пород, угля проводится по скважинам, число и глубина которых обеспечивают перекрытие разреза по профилю вдоль оси предполагаемого заложения каждого главного квершлага в пределах его длины. При пологом залегании изучение проводится по минимальному числу скважин, размещенных вдоль указанных осевых линий.

Для скважин детальной разведки, размещаемых вблизи намеченных ТЭО мест расположения шахтных стволов, определение механических свойств пород, угля производится по одной скважине, ближайшей к месту предполагаемого заложения каждого ствола.

Линии размещения скважин детальной разведки вблизи намеченных ТЭО мест расположения шахтных стволов и околоствольных дворов рекомендуется предусматривать, совмещая их с осями намеченных ТЭО главных квершлагов и шахтных стволов.

Для достижения необходимой повышенной надежности определения механических свойств рабочих угольных пластов и породных слоев их непосредственных кровли и почвы (согласно пп. 1.9— а, 1.10—а и 1.11—а настоящих «Требований...») по всем выработкам (скважинам), предусмотренным программой проводимой разведки должны иметься полные литолого-фациальные и каротажные данные о выдержанности этих пластов, слоев со степенью детальности, соответствующей детальности определния их механических свойств согласно п. 1.12 настоящий «Требований...».

1.9. По разведочным выработкам предварительной и детальной разведки (и доразведки) месторождений мощных (мощностью более 3,5 м) угольных пластов, кроме скважин на предполагаемых ТЭО местах расположения шахтных стволов и околоствольных дворов, изучению механических свойств подлежат породы, угли в следующих интервалах по глубине залегания (см. также прил. 1):

а.    Интервалы особо детального изучения: каждый рабочий угольный пласт по всей его общей мощности⁶, залегающие непосредственно над ним слои пород и нерабочие угольные пласты общей мощностью 1 —1,5 м (непосредственная кровля), залегающие непосредственно под ним слои и нерабочие пласты общей мощностью 1 —1,5 м (непосредственная почва).

б.    Интервалы менее детального изучения: залегающие над указанными в «а-» слои пород основной кровли и нерабочие угольные пласты, общей мощностью равной 4—5 кратной мощности рабочего пласта, но не более 25 м; залегающие под указанным в «а» слои пород почвы и нерабочие пласты, общей мощностью равной мощности рабочего пласта, но не более 10 м. Если указанные слои, пласты залегают по отношению к вышележащему или нижележащему рабочему пласту в интервале, предусмотренном в «а», то изучаются они согласно «а».

1.10.    По разведочным выработкам предварительной и детальной разведки (и доразведки) месторождений средней мощности и тонких (мощностью до 3,5 м) угольных пластов, кроме скважин на предполагаемых ТЭО местах расположения шахтных стволов и околоствольных дворов, изучению механических свойств подлежат породы, угли в следующих интервалах по глубине залегания (см. также прил. 1):

а.    Интервалы особо детального изучения: каждый рабочий угольный пласт по всей его общей мощности; залегающие непосредственно над ним слои пород и нерабочие угольные пласты общей мощностью 2,5—3 м (непосредственная кровля) и залегающие непосредственно под ним слои и нерабочие пласты общей мощностью 1,5—2 м (непосредственная почва).

б.    Интервалы менее детального изучения: залегающие над указанными в «а» слои пород основной кровли и нерабочие угольные пласты, общей мощностью, равной 10 кратной мощности рабочего пласта, но не более 25 м; залегающие под указанными в «а» слои пород почвы и нерабочие пласты, общей мощностью, равной

4 кратной мощности рабочего пласта, но не более 10 м. Если указанные слои, пласты залегают по отношению к вышележащему или нижележащему рабочему пласту в интервале, предусмотренном в «а», то изучаются они согласно «а».

1.11.    Для скважин детальной разведки размещамых вблизи намечаемых ТЭО мест расположения шахтных стволов, околоствольных дворов и главных квершлагов исследованию на механические свойства подлежат породы, угли в следующих интервалах залегания:

а. Интервалы особо детального изучения: каждый рабочий угольный пласт по всей его общей мощности, залегающие нпо-средственно над ним слои пород и нерабочие угольные пласты

1

Надежностью механических испытаний горных пород называют меру соответствия их точности требуемой точности для последующего использования результатов.

Нормальными считают методы испытаний, обеспечивающие надежность 95—98% при массовых испытаниях.

Упрощенными считают методы испытаний с надежностью 85—90%. с использованием образцов малых размеров и произвольной (неправильной) формы. косвенных способов нагружения и несложных портативных испытательных устройств. Результаты используют при инженерных решениях горнотехнических задач.

Грубыми считают методы испытаний, обеспечивающие надежность порядка 60—75%, с использованием простейших средств и приемов при опробовании малоответственных интервалов, а также в случаях невозможности проведения более точных испытаний. Результаты используют для примерных прикидок и ориентировочных решений горнотехническихэадач.

2

Нормативы методов испытаний даны в прил. 2.

3

См. с воску к п. 1.24.

4

См. своску К п. 1.24.

Id

5

Рабочим угольным пластом считается угольная пачка или комплекс пачек и породных прослоев, имеющих средневзвешенную зольность нс выше, а общую мощность не ниже кондиций, установленных для балансовых запасов данной марки угля ло данному месторождению. Нерабочим считается угольный пласт, не удовлетворяющий требованиям кондиций по мощности или зольности.

6

Общую мощность рабочего угольного пласта составляет сумма мощностей с\агающих его угольных пачек и породных прослоев.