Способ прогнозирования пучения пород в подготовительных выработках

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) сю 4 E 21 С 39 00

1209862 A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/ .- " (.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

1,у (21) 3759395/22-03 (22) 04.05.84 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Гуковское ордена Трудового Красного

Знамени производственное объединение по добыче угля «Гуковуголь» (72) А. К. Шаульский (53) 622.289(088.8) (56) Ямщиков В. С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. M., 1982, с. 284 — 290.

Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л., 1978, с. 33 — 34, 52. (54) (57) 1. СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПУЧЕНИЯ ПОРОД В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ, включающий определение места распоЛожения сечения выработки относительно пласта, измерение мощности слоев пород почвы пласта и определение их физико-механических свойств, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования на больших глубинах, определяют места залегания непосредственно под пластом слоя хрупких пород, ниже которого находятся породы, склонные к пучению, сравнивают мощность слоя хрупких пород с критической и по соотношению этих величин судят о наличии участков выработки, склонных к пучению пород почвы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при залегании хрупких пород типа песчаников критическая мощность слоя составляет 2/3 ширины выработки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при залегании хрупких пород типа песчано-глинистых сланцев критическая мощность слоя равна удвоенной ширине выработки.

1209862

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения участков выработок с пучащими почвами при их расположении на глубине более 450 м.

Цель изобретения — повышение достоверности прогноза на больших глубинах.

На фиг. изображено положение слоя слабых пород в почве разрабатываемого пласта, контролируемое стратиграфическим положением угольного пропластка 4; на фиг. 2 — положение слабых слоев, 1О контролируемое стратиграфическим полоо, жением угольного пропластка 4; на фиг. 3— пример прогнозирования пучения пород в районе уклона 35; на фиг. 4 — разрез

А — А на фиг. 3.

Способ осуществляется следующим образом.

В подошве выработки фиксируют ближайшие слои слабых пород, склонных к вязкопластическому течению, т. е. к пучению.

На основании теоретических и широких экспериментальных работ к таким слабым породам относятся: уголь, углистые, углистоглинистые, глинисто-углистые, глинистые сланцы с прослоями и линзами углистого, гидрослюдистого, монтмориллонитового и др. материала, отличающегося слабыми связями между слоями при коэффициенте крепости по шкале М. М. Протодьяконова, не превышающем 3.

Фиксируют слои хрупких пород, залегаю- ЗО ших между подошвой выработки и слоями слабых пород. Определяется их мощность и прочность.

Хрупкие породы можно разделить на два типа.

Хрупкие породы, условно называемые З5 песчаниками: песчаники и близкие к ним по текстурным и физико-механическим свойствам песчаные и песчано-глинистые сланцы, а также переслой всех или части упомянутых пород при условии прочных связей между слоями и высокой крепости. (Коэф- 4О фициент крепости по М. М. Протодьяконову более 8) .

Хрупкие породы, условно называемые песчано-глинистыми сланцами: все перечисленные породы при наличии углистых и угли45 сто-глинистых прослоев мощностью более

1 см или иных поверхностей ослабления; песчаные, песчано-глинистые, песчанистые сланцы и их переслой в любой последо-. вательности при условии прочных связей между слоям и, отсутств и и угл истых и р осл оев, высокой крепости (более 5 — 6 по

М. М. Протодьяконову).

Определяют мощность хрупких пород и их тип и сравнивают эту величину с предельной мощностью хрупких пород. Под предельной мощностью хрупких пород понимается SS ее критическая мощность, т. е. та мощность, при которой происходит разлом хрупких пород в результате горного давления и выдавливание пород в горную выработку в форме пучения.

В качестве примера можно привести случай прогнозирования участка пучения в районе уклона 35 (фиг. 3).

К моменту прогнозирования по разрабаt5 тываемому пласту Йь пройдены три наклонные выработки уклона 35, а программой развития горных работ предусмотрено прохождение конвейерных штреков 353, 354, 355, 356, 357, 358.

Нижележащий пласт йь, находящийся на расстоянии 8 — 15 м от разрабатываемого, имеет нерабочую мощность и к разработке на рассматриваемом участке не принят. ь ь

Изучение пород междупластия k>)k.- производилось по скважинам 1932, 10146, 10174, 2931 и 2033, в результате этого изучения породы междупластия отнесены к хрупким песчано-глинистым сланцам; для этих пород предельной величиной мощности, при которой проявляется пучение, является 9,0 м (установлено по наблюдениям на других шахтах).

Задача прогнозирования в данном случае заключается в оконтуривании зоны участка шахтного поля с мощностью хрупких пород менее 9,0 м. Это решается путем построения литологических разрезов. Методика построения литологических разреэов проста.

Разрабатываемый пласт (Аьь), по которому предполагается проходить подготовительные выработки, наносится в виде условной горизонтальной линии. В почве пласта на расстоянии от него 3,2 или 9,0 м (как в рассматриваемом примере) строится парал. лельная горизонтальная линия. Наносятся буровые скважины согласно положению их на плане и откладываются в масштабе точки пересечения скважин с пластом 1 5 (скв. 1832 — 1,6 м, скв. 10146 — 8,7 м, скв. 10174 — 10,4 м) . Путем построения определяется положение этого пласта по отношению к разрабатываемому. Точки пересечения пласта с горизонтальной линией 9,0 м (А и В ) проектируются на почву пласта й;"в разрезе(А и В ) и на саму линию разреза (А и В).

По другим разрезам устанавливаются аналогичные точки С, F, D, Е. Соединяющая эти точки кривая А Е В D F С оконтуривает участок с мощностью песчано-глинистых сланцев менее 9,0 м, т. е. участок с прогнозируемым интенсивным пучением пород почвы.

При проведении конвейерных штреков 353

355, 356 и 357 наблюдениями установлены участки фактического пучения с интенсивност ь ю 0,6 — 2,0 м / г., что и ол н остью п одтвер ждает прогноз.

Экспериментальными наблюдениями за пучением установлено, что предельными мощностями являются: для песчаников (при ширине подготовительной выработки, равной

l209862

m) Успобные обозначения угопьнь и nn acm, no которому пройдена подготобительная Выраоотка

Х)эцпкие породы тип песчаникоВ

° ° °

° °

° ° хрупкие породы типа йВсчано — глинистых спанце6

Фиг, 2

4,7 м) 3,2 м, что примерно соответствует 2/3 ширины выработки; для песчано-глинистых сланцев (при ширине выработки 4,5 м)

9,0 м, что соответствует двойной ширине выработки. спой слаоьи пород

В зависимости от соотношения мощности слоя хрупких пород и критической мощности для данного типа породы и судят о наличии участков выработки со склонными к пучению породами почвы.

12098б2

СюЯ 10746

СЫ 70774

Сл8 7ЮГ

Услобные обозначения

А д б прогнозируемая зона лучения угопьнь!е ппасты учасгпли (рактическага мучения е ингпенсидностьн 0,6-2,0 меод

Фиг. 4

Редактор С. Патрушева

Заказ 415/41

Составитель

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 415

Филиал 11ПП сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4