Обгрунтування рацiональних параметрiв пiдготовки надто зближених пластiв на шахтах захiдного Донбасу

Мiсце розташування виробок визначається конкретними умовами розробки. Воно залежить вiд потужностi порiд мiжпластя, фiзико-механiчних властивостей порiд, черговостi вiдробки пластiв та iн. Для вибору рацiональної черговостi i мiсця розташування пiдготовчої виробки необхiдно знати ступiнь впливу вказаних факторiв на стiйкiсть останньої, що потребує постановки спецiальних дослiджень.

На основi викладеного сформульованi мета роботи, її iдея i поставленi задачi дослiдження. Для досягнення мети та вирiшення поставлених задач використано комплексний метод, який включає аналiтичнi, лабораторнi та шахтнi дослiдження.

Вирiшення першої, другої i частково третьої задач проводилось на основi результатiв шахтного експерименту. Для цього в ВО «Павлоградвугiлля» була вибрана шахта iм. Ленiнського комсомолу України (зараз «Захiдно-Донбаська»), яка розроблює два надто зближених пласта с8в i с8н. Умови залягання вугiльних пластiв є типовими для шахт Захiдного Донбасу. Розробка пластiв ведеться на глибинi 450-480 м, що перевищує глибину ведення гiрничих робiт на iнших шахтах i обумовлює бiльш складнi умови розробки. Вивчення закономiрностей прояву гiрського тиску на такiй глибинi дозволить використати досвiд ведення гiрничих робiт на iнших шахтах при їх переходi на бiльш глибокi горизонти.

В схильнiй частинi шахтного поля, в з’вязку зi зниженням потужностi пласта с8в до 0, 6 м, був залишений цiлик вугiлля шириною 510 м. В подальшому цей цiлик було пiдроблено по пласту с8н спареними лавамим довжиною по 210 м. Працювали вони на 804 збiрний штрек, який з подвиганням лав гасився. Потужнiсть порiд мiжпластя на цiй дiльницi складала вiд 4, 5 до 5, 1 м, кратнiсть пiдробки вiд 3, 2 до 5, 1. Згiдно з дiючими нормативними документами цi пiдробленi запаси вважались непридатними для вiдробки.

Проведений аналiз умов залягання вугiльних пластiв в Захiдному Донбасi вказав на можливiсть ефективної вiдробки таких надто зближених пластiв в висхiдному порядку. Висока мiцнiсть i в’язкiсть вугiлля разом з активним здiйманням порiд пiдошви виробок, вираженою шаровнiстю з незначним зчiпленням мiж породними шарами, пiсля виймання нижнього пласта призводять до прогинання, пiдпорядкованого плавного опускання пiдробленої товщi на частину обрушених порiд мiжпластя. При цьому прояви гiрського тиску в виробках повинні бути менш активними. Для виробок нижнього пласта верхнiй пласт виступає в ролi шара-моста, який перекриває вироблений простiр i виявляє екрануючу дiю на розвиток процесiв трiщиноутворення пiдробленої товщi. Стiйкiсть же порiд покрiвлi в виробках верхнього пласта, який вiдробляється в другу чергу, буде задовiльною, оскiльки вони знаходяться в зонi плавних прогинань i не змикаються з обрушеними i ослабленими породами пiсля виймання попереднього пласта, як то спостерiгається при низхiдному порядку вiдробки пластiв.

Даний прогноз частково одержав пiдтвердження при проведеннi пiвденного магiстрального конвейєрного штрека N2 (ПМКШ N2) довжиною 600 м по виробленому просторi пiсля виймання пласта с8в По всiй довжинi виробки потужнiсть безпорядково обрушених i ущiльнених порiд покрiвлi складала 0, 7-1 м, що не перевищувала потужностi вийнятого пласта. Вище залягали породи, порушенi окремими трiщинами з майже повнiстю збереженою шаровнiстю.

В залишеному цiлику було зосереджено бiля 450 тис. тонн вугiлля, тому пiсля дорозвiдки пiдробленi запаси вирiшено було вiдробити. При пiдготовцi виймального стовпа 904 лави автором пiд керiвництвом д. т. н., проф. Колоколова О. В. було обгрунтовано розмiщення пiдготовчої виробки на вiдстанi одного метра в планi вiд погашеної виробки по нижньому пласту, як найбiльш рацiональне. Тому з метою експериментального пiдтвердження рацiонального мiсця розташування пiдготовчу виробку заклали пiд кутом в планi до погашеного 804 збiрного штрека по нижньому пласту, що дозволило перевiрити його стiйкiсть на рiзнiй вiдстанi вiд погашеної виробки. У верхнiй частинi штрек було закладено на вiдстанi 15 м в планi вiд погашеної виробки, а в нижнiй – одного метра. На нашу думку, в останньому випадку проведена виробка обов’язково попаде в зону розватаження, що виведе її з-пiд впливу виробленого простору сумiжного виймального стовпа, сталого гiрського тиску i значного руйнування порiд над погашеною виробкою.

Загальна протяжнiсть 904 бортового штрека складала 1415 м. Рiзниця в часi мiж очисними роботами по нижньому пласту i проведенням штреку складала вiд 9 до 10 рокiв. Шахтними спостереженнями в перiод проведення штрека встановлено, що по всiй довжинi виробки цiлiснiсть вугiльного пласта не була порушена. Стан оголених порiд виробки був задовiльним, вони зберегли шарову структуру, виглядали монолiтними. Трiщини, якi iнколи вдавалось виявити, були закритими, як правило, знаходились в породах пiдошви пласта. На межi мiж очисною виробкою нижнього пласта i цiликами пласт був плавно прогнутий. Отриманi данi пiдтверджуються спостереженнями в других пiдготовчих виробках 904 i 906 виймальних стовпів.

Таким чином, спостереженнями за станом оголених порiд в пiдготовчих виробках, проведених по виробленому простору i пiдробленому надто зближеному пласту, визначено, що висота