Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта
На основі аналізу результатів натурних інструментальних спостережень отримана нова залежність величини відносного максимального підняття гірських порід в підошві очисної виробки і встановлено глибину поширення зони розвантаження під розроблюваним вугільним пластом....
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2015
|
| Schriftenreihe: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99574 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта / С.Б. Кулибаба, Б.В. Хохлов, М.Д. Рожко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 95-101. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-99574 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-995742016-05-01T03:02:51Z Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта Кулибаба, С.Б. Хохлов, Б.В. Рожко, М.Д. На основі аналізу результатів натурних інструментальних спостережень отримана нова залежність величини відносного максимального підняття гірських порід в підошві очисної виробки і встановлено глибину поширення зони розвантаження під розроблюваним вугільним пластом. Based on the analysis of instrumental observations a new relation of relative maximum upheaval of rocks in the sole of production working is obtained and depth of unloading zone advance under the working seam is determined. 2015 Article Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта / С.Б. Кулибаба, Б.В. Хохлов, М.Д. Рожко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 95-101. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99574 622.834 ru Наукові праці УкрНДМІ НАН України Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
На основі аналізу результатів натурних інструментальних спостережень отримана нова залежність величини відносного максимального підняття гірських порід в підошві очисної виробки і встановлено глибину поширення зони розвантаження під розроблюваним вугільним пластом. |
| format |
Article |
| author |
Кулибаба, С.Б. Хохлов, Б.В. Рожко, М.Д. |
| spellingShingle |
Кулибаба, С.Б. Хохлов, Б.В. Рожко, М.Д. Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| author_facet |
Кулибаба, С.Б. Хохлов, Б.В. Рожко, М.Д. |
| author_sort |
Кулибаба, С.Б. |
| title |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| title_short |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| title_full |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| title_fullStr |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| title_full_unstemmed |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| title_sort |
параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99574 |
| citation_txt |
Параметры зоны разгрузки массива под выработанным пространством угольного пласта / С.Б. Кулибаба, Б.В. Хохлов, М.Д. Рожко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 95-101. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT kulibabasb parametryzonyrazgruzkimassivapodvyrabotannymprostranstvomugolʹnogoplasta AT hohlovbv parametryzonyrazgruzkimassivapodvyrabotannymprostranstvomugolʹnogoplasta AT rožkomd parametryzonyrazgruzkimassivapodvyrabotannymprostranstvomugolʹnogoplasta |
| first_indexed |
2025-07-07T08:11:48Z |
| last_indexed |
2025-07-07T08:11:48Z |
| _version_ |
1836975033630588928 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
95
УДК 622.834
ПАРАМЕТРЫ ЗОНЫ РАЗГРУЗКИ МАССИВА ПОД
ВЫРАБОТАННЫМ ПРОСТРАНСТВОМ УГОЛЬНОГО
ПЛАСТА
Кулибаба С. Б., Хохлов Б. В., Рожко М. Д.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
На основі аналізу результатів натурних інструментальних
спостережень отримана нова залежність величини відносного
максимального підняття гірських порід в підошві очисної вироб-
ки і встановлено глибину поширення зони розвантаження під ро-
зроблюваним вугільним пластом.
Based on the analysis of instrumental observations a new rela-
tion of relative maximum upheaval of rocks in the sole of production
working is obtained and depth of unloading zone advance under the
working seam is determined.
Для описания пространственно-временных характеристик
процессов, протекающих в горном массиве вокруг очистной вы-
работки, используют модели, называемые геомеханическими
схемами. Вся область массива, затрагиваемая этими процессами,
условно делится на ряд зон сдвижения, отличающихся друг от
друга характером или степенью деформирования горных пород
[1,2]. Исторически сложилось так, что наиболее исследованными
из них оказались зоны, в которых находится большинство охра-
няемых объектов – основные подземные горные выработки, об-
служивающие процесс очистной выемки (в частности, зона опор-
ного давления), а также здания, сооружения и природные объек-
ты на подрабатываемой территории (земная поверхность). В то
же время, характер сдвижения на некоторых участках породной
толщи на сегодняшний день исследован недостаточно.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
96
К одному из таких участков относится область массива, рас-
положенная в почве разрабатываемого угольного пласта непо-
средственно под выработанным участком (зона 4 на рис. 1). В
пределах этой зоны преобладают деформации растяжения горных
пород по нормали к напластованию, вызванные их упругим вос-
становлением вследствие образования пустоты после выемки
угольного пласта, и смещения в сторону выработанного про-
странства [3, 4]. Если в подработанном горном массиве, включая
земную поверхность, шахтные стволы и другие горные выработ-
ки, исследователями проведено относительно большое количе-
ство инструментальных наблюдений, позволяющих установить
пространственное перемещение горных пород, то натурные ис-
следования в надработанном участке толщи горных пород еди-
ничны.
Рис. 1. Схема основных зон сдвижения массива вблизи
очистной выработки угольного пласта: 1 – зона бес-
порядочного обрушения; 2 – зона полных сдвиже-
ний; 3 – зоны опорного давления; 4 –зона разгрузки
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
97
С целью экспериментальной оценки параметров зоны раз-
грузки, а именно – ее размеров и величин вертикальных дефор-
маций, – нами были проанализированы результаты инструмен-
тальных натурных наблюдений, проводимых сотрудниками Укр-
НИМИ в различные периоды на шахтах Донбасса. Эксперименты
проводились в надрабатываемых горных выработках, а также
оборудованных глубинными реперами специальных скважинах,
пробуренных из этих выработок в надрабатываемый породный
массив. По результатам измерений определялись фактические
вертикальные перемещения (поднятия) реперов наблюдательных
станций в пределах исследуемого участка надрабатываемого мас-
сива горных пород. Так, на рисунках 2 – 4 показаны вертикаль-
ные разрезы с расположением наблюдательных станций на шах-
тах им. А. Г. Стаханова ПО "Красноармейскуголь", им. газеты
"Социалистический Донбасс" ПО "Донецкуголь" и "Чайкино" ПО
"Макеевуголь", а также графики поднятий п реперов вследствие
надработки.
Рис. 2. Надработка южной полевой воздухоподающей выра-
ботки 2-й южной лавой пласта l7 на шахте
им. А. Г. Стаханова
Всего к анализу были привлечены данные по шести шахтам
Донбасса (13 горных выработок, 38 замерных точек).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
98
Рис. 3. Поднятие пород в восточном полевом вентиляцион-
ном штреке пласта h8 при надработке его 1-й запад-
ной панельной лавой пласта h10 на шахте им. газеты
"Социалистический Донбасс"
Рис. 4. Наблюдательная станция на шахте "Чайкино": а –
расположение скважин с глубинными реперами в
надрабатываемом массиве; б – графики поднятий
вертикальных смещений пород по оси скважины № 1
Анализ приведенных результатов показал, что на величину
поднятия п горных пород в почве очистной выработки влияют
такие основные факторы, как средняя глубина отработки пласта
на рассматриваемом участке, высота надработки, вынимаемая
мощность пласта m, угол его падения α, а также прочностные
свойства горных пород. В результате статистического анализа
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
99
приведенных данных установлена эмпирическая зависимость ве-
личины относительного максимального поднятия горных пород в
почве очистной выработки п / cos от указанных
факторов:
∙ , (1)
где a0, a1 и a2 – эмпирические коэффициенты, равные соот-
ветственно 0,289; -0,016 и 1,273;
h – высота надработки – расстояние между надрабатываю-
щим пластом и надрабатываемой точкой массива, измеренное по
вертикали, м;
m – вынимаемая мощность пласта, м;
H – средняя глубина отработки пласта на рассматриваемом
участке, м;
F – показатель прочности массива горных пород на участке
надработки – средневзвешенное по мощности слоев значение ко-
эффициента крепости по шкале Протодьяконова.
На рис. 5 показаны графики изменения максимальных под-
нятий (max
п) и относительных вертикальных деформаций ()
надработанных пород почвы горизонтально залегающего пласта
метровой мощности с показателем прочности массива F, равным
5, при увеличении высоты подработки h для глубин разработки
600, 700 и 800 м.
Следует подчеркнуть, что приведенную зависимость (1)
нельзя считать окончательной, поскольку вследствие небольшого
объема выборки, возможно, в ней не учтены некоторые другие
влияющие факторы (например, размер надрабатывающей очист-
ной выработки) ввиду их недостаточной вариативности. Тем не
менее, анализ полученных в рассматриваемых условиях резуль-
татов позволяет сделать следующие выводы.
Наибольшие поднятия надработанных горных пород, дости-
гающие 130-180 мм и более, наблюдаются непосредственно на
почве отрабатываемого пласта. Возникающие при этом средние
относительные вертикальные деформации растяжения, опреде-
ляющие зону разгрузки массива, могут превышать 2,5×10-3.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
100
С удалением от пласта в надработанную толщу величины
поднятий и относительных деформаций пород уменьшаются по
экспоненциальному закону. При этом для разных условий Дон-
басса размер зоны разгрузки под разрабатываемым пластом до
нижней ее границы, определяемой точностью инструментальных
наблюдений, достигает 150-180 м и более.
Рис. 5. График изменения максимального поднятия надрабо-
танных пород при увеличении высоты подработки
СПИСОК ССЫЛОК
1. Сдвижение горных пород при подземной разработке уголь-
ных и сланцевых месторождений / Акимов А. Г., Земи-
сев В. Н., Кацнельсон Н. Н., Коротков М. В., Костенич В. С.,
Медянцев А. Н., Мурашев А. Н., Петухов И. А. – М.: Недра,
1970. – 224 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
101
2. Фисенко Г. Л. Предельные состояния горных пород вокруг
выработок / Г. Л. Фисенко. – М.: Недра, 1976. – 272 с.
3. Петухов И. М. Защитные пласты / И. М. Петухов,
А. М. Линьков, И. А. Фельдман и др. – Л.: Недра (Ленинград-
ское отделение), 1978. – 424 с.
4. Куклин Б. К. Совершенствование разработки угольных плас-
тов на глубоких горизонтах / Б. К. Куклин, А. Г. Лепихов,
В. М. Кулешов и др. – Киев: Техника, 1989. – 184 с.
|