Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев

Представлены результаты исследований механизма вывалообразования пород кровли в очистных забоях ОП «Шахта «Стаханова» и установлено влияние нарушений в очистном поле лавы на количественные показатели вывалов пород кровли в призабойное пространство....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автор:	Белогуб, О.Ю.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2013
Назва видання:	Физико-технические проблемы горного производства
Теми:	Физика горных процессов на больших глубинах
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108275
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев / О.Ю. Белогуб // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 145-151. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-108275
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1082752016-11-02T03:02:54Z Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев Белогуб, О.Ю. Физика горных процессов на больших глубинах Представлены результаты исследований механизма вывалообразования пород кровли в очистных забоях ОП «Шахта «Стаханова» и установлено влияние нарушений в очистном поле лавы на количественные показатели вывалов пород кровли в призабойное пространство. Представлено результати досліджень механізму вивалоутворення порід покрівлі в очисних вибоях ВП «Шахта «Стаханова» і встановлено вплив порушень в очисному полі лави на кількісні показники вивалів порід покрівлі у привибійний простір. There are results of investigation into mechanism of roof rocks falling in longwalls at “Stakhanova mine”. The influence of disturbances in the longwall field on quantitative fall of roof rocks were established in the bottom hole of the roof space. 2013 Article Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев / О.Ю. Белогуб // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 145-151. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108275 622.834.2 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Физика горных процессов на больших глубинах Физика горных процессов на больших глубинах
spellingShingle	Физика горных процессов на больших глубинах Физика горных процессов на больших глубинах Белогуб, О.Ю. Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев Физико-технические проблемы горного производства
description	Представлены результаты исследований механизма вывалообразования пород кровли в очистных забоях ОП «Шахта «Стаханова» и установлено влияние нарушений в очистном поле лавы на количественные показатели вывалов пород кровли в призабойное пространство.
format	Article
author	Белогуб, О.Ю.
author_facet	Белогуб, О.Ю.
author_sort	Белогуб, О.Ю.
title	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
title_short	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
title_full	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
title_fullStr	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
title_full_unstemmed	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
title_sort	влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Физика горных процессов на больших глубинах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108275
citation_txt	Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев / О.Ю. Белогуб // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 145-151. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT beloguboû vliânieplikativnyhidizʺûnktivnyhnarušenijnaharaktervyvaloobrazovaniâporodkrovliočistnyhzaboev
first_indexed	2025-07-07T21:13:54Z
last_indexed	2025-07-07T21:13:54Z
_version_	1837024239169830912
fulltext	Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 145 УДК 622.834.2 О.Ю. Белогуб ВЛИЯНИЕ ПЛИКАТИВНЫХ И ДИЗЪЮНКТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ НА ХАРАКТЕР ВЫВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПОРОД КРОВЛИ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ Донецкий национальный технический университет, 83001, г. Донецк, ул. Артема, 58 Представлены результаты исследований механизма вывалообразования пород кровли в очистных забоях ОП «Шахта «Стаханова» и установлено влияние нару- шений в очистном поле лавы на количественные показатели вывалов пород кровли в призабойное пространство. Ключевые слова: вывал, основная кровля, гипсометрия, геологическое наруше- ние, опорный контур, устойчивость Изменение поля статических напряжений в массиве пород вокруг очистной выработки сопровождается деформированием вмещающих пород. В первую очередь на опорном контуре выработанного пространства и во вмещающем массиве пород кровли происходят упругие смещения, вслед за которыми раз- вивается зона неупругих деформаций. В этой зоне начинается интенсивное трещинообразование с последующим формированием локальных зон разруше- ния пород кровли, чему способствует развитие во вмещающем массиве зон концентрации знакопеременных напряжений. В процессы деформирования во- влекаются большие объемы пород, вследствие чего проявляются неоднородно- сти низких порядков (неоднородности структуры и состава пород в пределах одной пачки, слоя, а также естественная трещиноватость), по поверхностям ко- торых массив наиболее ослаблен. Влияние неоднородностей различных поряд- ков на деформирование и разрушение массива пород не равнозначно. Есте- ственно, неоднородности нулевого и первого порядков на устойчивость пород, вмещающих горные выработки, практически не влияют, поскольку размеры структурных блоков, образуемых такими неоднородностями, во много раз пре- восходят размеры выработок. Тогда как неоднородности второго порядка, в частности естественная трещиноватость, оказывают на устойчивость пород вы- работок весьма существенное влияние, обусловливая вывалы в кровле. Интенсивное деформирование непосредственной кровли над опорным кон- туром пласта, которое спровождается раскрытием структурно-литологических трещин и образованием трещин скола, отрыва, раздавливания, происходит при залегании в основной кровле пласта мощных и достаточно прочных пород, за- Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 146 висающих на большой площади и пригружающих приконтурную часть пласта. Неудовлетворительное состояние слабой вывалоопасной кровли в значитель- ной степени усиливается наличием в горном массиве разных пликативных, дизъюнктивных нарушений и, особенно, соотношением мощностей и проч- ностных характеристик литологических отдельностей пород кровли, которые тяжело поддаются прогнозированию и предварительному выявлению. Существует значительное количество исследований, связанных с оценкой влияния разрывной тектонической нарушенности горного массива на веде- ние очистных работ [1–3]. Автор [4] подчеркивает, что пликативным изме- нениям залегания угленосной осадочной толщи в этом смысле уделяется значительно меньше внимания и не оценивается их влияние на геомеханиче- ские условия разработки. В условиях глубоких шахт Донбасса площадь вывалов составляет до 50–60% поверхности кровли в выемочных полях при средней их высоте 0,7–1,2 м. Продолжительность простоев, связанных с ликвидацией последствий выва- лов, превышает 50–60% суммарной продолжительности нетехнологических простоев лав [5]. В большинстве случаев вывалы наблюдаются в лавах при наличии ложной кровли или слабых пород непосредственной кровли с σсж = = 15–40 МПа. Но на больших глубинах разработки породы непосредствен- ной кровли, устойчивые на малых и средних глубинах, становятся неустой- чивыми в связи с их интенсивным раздавливанием над опорным контуром лавы. В очистных забоях, где происходят вывалы пород кровли, производи- тельность труда горнорабочих снижается на 35–85% [6], а зольность добы- ваемой горной массы возрастает до 40–42% при пластово-промышленной зольности 10–15%. Уменьшение зольности на 1% позволяет увеличить сто- имость 1 т концентрата на 2,5% [7]. В данной работе приведены результаты исследований поведения пород кровли в очистных забоях ОП «Шахта «Стаханова», в которых наблюдалось значительное расхождение горно-геологических условий. Так, в 1-й северной лаве пласта l1 группового уклона блока №2, работающей по простиранию пла- ста, породы непосредственной кровли были представлены глинистым сланцем, мощность которого по длине выемочного поля изменялась от 0 до 1,6 м. При полном выклинивании глинистого сланца непосредственной кровлей выступал песчаник мощностью m = 12,2 м и прочностью σсж = 70–90 МПа. В 420-й южной лаве пласта l3 блока №4, где работы велись по восстанию пласта (причем длина лавы была непостоянной в силу оставления охранного целика), породы кровли были представлены толщей маломощных переме- жающихся слоев песчаного и глинистого сланцев, известняка и угольного пропластка, который при малой скорости подвигания лавы выступал в каче- стве «ложной» кровли. Проведенные натурные наблюдения за деформационным процессом в кровле 1-й северной лавы пласта l1 позволили получить схему распростра- нения зон вывалов по длине выемочного поля (рис. 1). Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 147 Р и с. 1 . С х ем а в ы ем о ч н о го п о л я 1 -й с ев ер н о й л ав ы п л ас та l 1 в п л ан е с зо н ам и в ы в ал о в ( а ) и в р аз р ез е п о в ен ти л я ц и о н н о м у ш тр ек у ( б ) а б Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 148 Как видим, проявление вывалов произошло: в зонах формирования по- вышенного горного давления на участке выемочного поля, предшествую- щем первичной посадке основной кровли; на участках зональных изменений литологии пород, представляющих собой изменение мощности непосред- ственной кровли (глинистого сланца, смятого со следами скольжения, проч- ностью σсж = 30 МПа от весьма неустойчивого Б1 до неустойчивого Б2) и приводящих к приближению основной кровли (водоносного трещиноватого песчаника l1Sl2 прочностью σсж = 70–90 МПа и средней мощностью m = 12,2 м) к угольному пласту; в зонах повышенного горного давления (ПГД) от остав- ленных технологических целиков при ведении горных работ на пластах l3 и l7, а также в зонах синклинального и антиклинального складкообразования пласта. Максимальное значение высоты вывала 3,5 м зафиксировано на участке наложения двух вывалообразующих факторов: изгиба угольного пласта в виде антиклинальной складки и зоны ПГД от пласта l7. Вывалообразование в 420-й южной лаве пласта l3 блока №4 (рис. 2) предопределялось ведением очистных работ в зоне ПГД от пласта l7 с по- следующим наложением зоны ПГД от пласта l3, а также наличием ряда тектонических нарушений с амплитудами смещений угольного пласта H = = 0,12–0,50 м. Породы кровли в зонах ПГД характеризовались повышенной трещиноватостью, неустойчивостью и склонностью к обрушению, а в зонах тектонических нарушений дополнительно наблюдалось повышенное мета- новыделение и капеж воды. По мнению автора работы [4], доминирующим фактором в формировании особо вывалоопасных участков в нетронутом горном массиве является не- равномерность распределения тектонических напряжений по площади шахтного поля, которая предопределяется природной формой залегания пласта. Высказанная гипотеза подтверждается и объясняется тем, что в процессе формирования складки в ее замке возникают повышенные горизонтальные растягивающие напряжения. В результате совместного действия значитель- ного первоначального и повышенного дополнительного горного давления впереди очистного забоя боковые породы и угольный пласт переходят в предельное состояние на значительном расстоянии перед лавой, и на опор- ном контуре они находятся в основном в разуплотненном состоянии. К тому же, в объемном поле сжимающих напряжений от поведения песчаников ко- ренным образом отличается поведение аргиллитов и алевролитов − их раз- рушение идет с уменьшением их объема вследствие отсутствия в ряде слу- чаев дилатансии [8]. Между породами непосредственной кровли, представленными в основ- ном аргиллитами и алевролитами, в зонах повышенного горного давления и менее напряженным массивом возникают отслоения, что приводит к форми- рованию вывалов различной формы. Суммарный расчетный объем породы Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 149 Р и с. 2 . С х ем а в ы ем о ч н о го п о л я 4 2 0 -й ю ж н о й л ав ы п л ас та l 3 в п л ан е с зо н ам и в ы в ал о в ( а ) и в р аз р ез е п о в ен ти л я ц и о н н о м у ш тр ек у ( б ) а б Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 150 от вывалов пород кровли 1-й северной лавы за весь период работы очистно- го забоя составил 6288 м3. Применяемая на шахте технология закладки по- лостей вывалов в кровле очистного забоя определяет затраты лесоматериа- лов объемом 0,806 м3 на одну секцию механизированной крепи при высоте вывала до 1 м [9]. При этом суммарные затраты на выкладку деревянных клетей в полостях вывалов по длине выемочного поля 1-й северной лавы со- ставили 1,52 млн грн [7]. Вышесказанное позволяет сделать выводы: на интенсивность вывалооб- разования оказывают значительное влияние скорость подвигания лавы, мощность основной кровли и расстояние до нее, наличие пликативных нарушений угольного пласта в виде антиклинальных складок и дизъюнктив- ных нарушений типа сброс, наличие зон ПГД, а глубина ведения работ и мощность пласта существенно не влияют. Таким образом, полученные выводы о влиянии неоднородностей разных порядков на характер вывалообразования для столь различных горногеоло- гических условий дают возможность предполагать об их справедливости и для других шахт. 1. Кольчик Е.И. Влияние тектонической нарушенности на условия проведения и поддержания пластовых выработок / Е.И. Кольчик, И.Е. Кольчик, В.И. Пилю- гин. – Донецк: ТОВ «Донецк-Вторма», 2007. – 184 с. 2. Григорьев А.А. Обеспечение безопасности труда при ведении горных работ в зонах влияния разрывных нарушений / А.А. Григорьев // Автореф. дис. на со- иск. уч. ст. канд. техн. наук. – Владивосток, 1994. − 20 с. 3. Компанейцев А.Ю. Исследование влияния дизъюнктивных нарушений на кон- вергенцию подготовительных выработок на шахтах Российского Донбасса / А.Ю. Компанейцев // Научно-технические проблемы разработки угольных ме- сторождений, шахтного и подземного строительства: Сб. науч. тр. / Шахтин- ский ин-т ЮРГТУ (НПИ). – Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. – 244 с. 4. Пилюгин В. И. Прогнозирование геомеханических условий отработки пологих пластов в природных аномальних зонах / В.И. Пилюгин // Автореф. дис. на со- иск. уч. ст. д-ра техн. наук. − Днепропетровск, 2008. − 34 с. 5. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород / Н.М. Проскуряков. − М.: Недра, 1991. − 368 с. 6. Грядущий Ю.Б. Геомеханические основы управления вывалоопасными кровля- ми в очистных забоях / Ю.Б. Грядущий // Автореф. дис. на соиск. уч. ст. д-ра техн. наук. Днепропетровск, 1997. − 35 с. 7. Соловьев Г.И. Влияние вывалов пород непосредственной кровли на увеличение зольности добываемой горной массы / Г.И. Соловьев, О.Ю. Белогуб / Вести До- нецкого горного института. – 2012. – №1. − C. 190–197. 8. Рязанцев А.Н. Особенности деформирования и разрушения аргиллитов и алев- ролитов / А.Н. Рязанцев, Н.А. Рязанцев, Н.А. Рязанцева, М.А. Лященко // Сб. материалов региональной науч.-практ. конф. «Проблемы горной технологии», Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 151 КИИ ДонНТУ, 30 ноября, 2012 г. – Донецк: ООО «Цифровая типография», 2012. – С. 42–45. 9. Паспорт выемки угля, крепления и управления кровлей в очистном забое 1-й северной лавы группового уклона пласта l1 блока № 2 ОП «Шахта «Стаханова». О.Ю. Білогуб ВПЛИВ ПЛІКАТИВНИХ І ДИЗ‘ЮНКТИВНИХ ПОРУШЕНЬ НА ХАРАКТЕР ВИВАЛОУТВОРЕНЬ ПОРІД ПОКРІВЛІ ОЧИСНОГО ВИБОЮ Представлено результати досліджень механізму вивалоутворення порід покрівлі в очисних вибоях ВП «Шахта «Стаханова» і встановлено вплив порушень в очисно- му полі лави на кількісні показники вивалів порід покрівлі у привибійний простір. Ключові слова: вивал, основна покрівля, гіпсометрія, геологічне порушення, опір- ний контур, стійкість O.I. Bilogub INFLUENCE OF MULTIPLICATIVE AND DISJUNCTIVE DISLOCATIONS ON THE FORMING FALLING OF ROOF ROCKS IN LONGWALLS There are results of investigation into mechanism of roof rocks falling in longwalls at “Stakhanova mine”. The influence of disturbances in the longwall field on quantitative fall of roof rocks were established in the bottom hole of the roof space. Keywords: inrush, the main roof, hypsometry, geological disturbance, the reference cir- cuit, stability

Влияние пликативных и дизъюнктивных нарушений на характер вывалообразования пород кровли очистных забоев

Репозитарії

Схожі ресурси