РАЗРАБОТКА СБЛИЖЕННЫХ ПЛАСТОВ

 

 

В шахтном поле в большинстве случаев расположен не один, а несколько пластов, т.е. свита пластов. Если пласты расположены на значительных расстояниях один от другого (70 – 200 м), то порядок отработки может быть различным как снизу вверх, так и сверху вниз. При небольшом, расстоянии между пластами порядок отработки пла- стов играет большую роль. В связи с этим, сближенные – это пласты, при разработке которых надо учитывать их совместное залегание.

Нисходящий порядок выемки пластов имеет наибольшее рас- пространение. Если выемку сближенных пластов начинают с верхнего пласта, то такой порядок называют надработкой пластов. Верхний пласт – надрабатывающий; нижний – надрабатываемый.

Надрабатываемый пласт подвергается сложному процессу на- гружения и разгрузки на площади большей, чем отработанная площадь верхнего пласта. Под влиянием оказываются очистные и подготови- тельные выработки надрабатываемого пласта (рис. 7.1). Для ведения очистных работ важно знать расстояние, на которое должен отставать забой лавы на нижнем пласте (Lн), определяемое положением зон опорного давления на верхнем пласте

 

= L1+ L2+ L3, (7.1)

 

где L1 – расстояние от забоя лавы до границы задней зоны опорного давления верхней лавы, 80 – 120 м;


 

 

L2= MtgY ; (7.2)

 

L3– запас, равный 30 – 40 м;

М – междупластье;

Ψ – угол (45 – 50°).

Нижний пласт в результате надработки претерпевает попере- менно сжатие и разгрузку от двух волн напряжений – передней и зад- ней зон опорного давления нарабатывающего пласта. Это приводит к уменьшению мощности нижнего пласта, к его разрушению или уплот- нению, создает благоприятные условия для газоотдачи, а в месте по- ниженных напряжений происходит расширение пласта.

Для того, чтобы нижний пласт не подработал верхний пласт, минимальное его отставание не должно быть меньше, определенного по формуле

 

 

надрабатывающий пласт

 

γН

 

Σ ω

 

 


надрабатываемый пласт


L1 L2 L3


 

 

Рисунок 7.1 – Схема надработки пласта


 

 

L ³ Mctg6 + L3, (7.3)

 

где δ=85° – угол сдвижения пород по простиранию.

Характер и величина деформации пород в надрабатываемых выработках зависят от мощности, структуры и свойств пород между- пластья, способа проведения выработки, охраны её.

В подработанном и надработанных зонах выделяют 3 зоны (рис.7.1); I – зона сжатия пласта и пород; II – зона разгрузки пласта и пород; III – зона уплотнения надработанной толщи. В зоне сжатия надрабатываемого пласта при М = 50 м зафиксировано уменьшение мощности пласта на 0,З%; в зоне разгрузки – расширение на 0,4%, за счет увеличения пористости надработанных пород и пласта. Зона уп- лотнения протяженна; процесс уплотнения – длительный; напряжения восстанавливаются до гидростатических.

Общий характер вторично надрабатываемых пород массива аналогичен характеру деформаций пород толщи при первичной надра- ботке. Однако при вторичной надработке максимальные величины и скорости деформаций в зонах сжатия и разгрузки характеризуются меньшими значениями величин. Таким образом, первичная надработка сопровождается качественным изменением свойств пласта и пород, которое сохранится длительное время (более 5 лет).

Подработка пластов – это влияние разработки нижнего пласта на вышерасположенные. Нижний пласт называется подрабатываю- щим, а верхний – подрабатываемым. При подработке верхний пласт может попадать в различные зоны. Разрешается подрабатывать пласт, если он попадает во II зону и выше, но не в зону обрушенных пород I , При этом междупластье должно быть


 

 

М=12m+3,5m2, (7.4)

 

 

где m – мощность пласта (до 2м).

Для Донбасса при m<1,5м пригодна формула А.П.Килячкова

 

 

M ³ 6m cosa , (7.5)

 

 

где α – угол падения пласта.

При подработке пласта также выделены 3 зоны. В зоне сжатия на верхнем пласте его мощность уменьшается на 0,2% при междупла- стья 25 м, а в зоне разгрузки увеличивается на 0,4%.

Происходит дренаж газа, осушение верхнего пласта, предвари- тельно разламывается основная кровля, что благоприятно сказывается при отработке верхнего пласта. Это приводит к тому; что опасные по горным ударам и внезапным выбросам угольные пласты становятся неопасными. Подработка и надработка пластов – самое эффективное мероприятие для предотвращения динамических явлений.


 

Лекция 8