Обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах захiдного Донбасу

Визначені параметри здвигання підробленої товщі обгрунтовують можливість розширення межі допустимої підробки зближеного пласта. Можливість виймання підробленого пласта визначається висотою зони руйнувань після підробки пласта. За даними Слєсарєва В. Д., Кравченка В. І., Седули Я. Г. вона змінюється в межах від 1, 375 до 1, 75 висоти зони безпорядного обрушення порід. Тому маючи на увазі різні дані про висоту безпорядного обрушення порід для умов Західного Донбасу, які досягають 1, 5-2 м, а також результати даних досліджень, підробка надто зближених пластів може бути здійснена при М  3, 2m.

На протязi всього часу iснування 904 бортового штрека проводились вiзуальнi та iнструментальнi спостереження за його станом. Вздовж штрека були установлеi чотири замiрнi станцiї контурного типу. Перiодично, в середньому 1-2 рази в недiлю, контролювалось змiщення контура штрека.

В процесi спостережень установлено, що деформування виробки включає два перiоди. Перiод iнтенсивного прояву гiрського тиску триває в середньому бiля трьох мiсяцiв. Потiм наступає перiод сталого прояву гiрського тиску. При якому деформацiя виробки носить затухаючий характер.

Окрiм цього стан пiдготовчої виробки залежить вiд вiдстанi до погашеної виробки на нижньому пластi. Дiльниця виробки на ПК-78 зазнала самих великих деформацiй (9, 28 м в планi до погашеної виробки на нижньому пластi), а зi збiльшенням вiдстанi вiд цього пiкета вона зменшувалась, що вказує на мiсце розташування максимума опорного тиску. За результатами iнструментальних спостережень вiдстань до максимуму опорного тиску складала 9, 66 м (рис. 1). Тобто значення параметра по даним вiзуальних i iнструментальних спостережень вiдрiзняється на 0, 38 м, що не перевищує 4%. Данi iнструментальних спостережень апроксимованi функцiєю виду:

 

y = a * x b * e c x;

при: a = 2, 7483 * 10  8; b = 15, 969571; с = – 1, 6521.

 

При розрахунках параметрiв функцiї данi замiрної станцiї на ПК-20 не враховувались, т. я. вона попала в зону розвантаження бiля межi з виробленим простором та цілика і вийшла з-пiд впливу погашеної підготовчої виробки.

В результатi шахтних вiзуальних та iнструментальних спостережень установлено, що максимум опорного тиску по пiдробленому надто зближеному пласту знаходиться в планi вiд погашеної виробки на нижньому пластi на вiдстанi бiля 9-10 метрiв, а зона розвантаження сягає 4-5 метрiв. Дiльниця пiдготовчої виробки, яка знаходилась своїм розрiзом в областi зони розвантаження на вiдстанi вiд 1 до 5 м до погашеного штрека на нижньому пластi, по даним шахтних спостережень була в задовiльному станi протягом всього перiоду служби виробки.

Визначенi параметри зони розвантаження масиву порiд вiдповiдають вiдомим даним зони розвантаження в Західному Донбасі навколо компенсацiйної порожнини. При спiвставленнi цих зон виробка, яка розташована в рекомендованiй областi, лежить на межi цiєї зони. Розташування виробки на бiльш близькiй вiдстанi або над погашеною виробкою недопустимо, оскiльки вона попадає в зону значного руйнування чи обрушення порiд мiжпластя. З цiї причини в умовах Захiдного Донбасу потужнiсть порiд мiж двома пiдготовчими виробками, якi проведеi в однiй вертикальнiй площинi, не повинна бути меншою (1, 5Д-1) м, де Д – ширина виробки.

Вiдробка виймального стовпа 904 лави показала, що пiдвигання та інші технiко-економiчнi показники роботи лави в схильнiй частинi виймального поля, де мiсце розташування виробки вiдповiдало рекомендованому, були самими високими.

Дослiдження впливу послiдовностi на умови вiдробки зближених пластiв проводилось методом математичного моделювання. Оцiнка умов розробки здійснювалась шляхом порiвняння показників стiйкостi пiдготовчих i очисних виробок, які розраховувались зразу після їх проведення, при низхiдному та висхiдному порядку вiдробки пластiв. Розрахунки виконанi методом кiнцевих елементiв в межах механiки суцiльної пружно-пластичної моделi середовища з внутрiшнiм тертям i врахуванням мiжконтактного ослаблення порiд. Структура вмiщуючих порiд, їх физико-механiчнi властивостi вiдповiдали дiапазону характерних умов залягання вугiльних пластiв в Захiдному Донбасi.

В результатi розрахункiв встановлено, що прояви гiрського тиску в пiдготовчих i очисних виробках пластiв, якi вiдроблюються в першу чергу, при низхiдному i висхiдному порядку приблизно однаковi. Так, в пiдготовчих виробках верхнього і нижнього пластів показники стiйкостi майже однi i тi ж. В робочому просторi очисних виробок розрахованi опускання покрiвлi верхнього пласта до 10% вищi в порiвняннi з нижнiм, що свiдчить про бiльш високу деформацiю порід покрівлі, а тому, i меншу їх стiйкiсть. Про бiльш сприятливi умови першочергового виймання нижнього пласта свiдчать також i величини здiймання порiд пiдошви та сумарної конвергенцiї бокових порiд. Вони до 20% меншi в очисних виробках нижнього пласта.

Порiвняльний аналiз показникiв стiйкостi виробок на пластах, якi вiдроблюються в другу чергу, вказує на бiльш високу стiйкiсть порiд покрiвлi в виробках верхнього пласта, що також свiдчить про переваги висхiдного порядку вiдробки. При цьому зi збiльшенням потужностi порiд мiжпластя до 12m деформацiя порiд покрiвлi в робочому просторi очисних виробок нижнього пласта помiтно зменшується, але залишається