Фрагмент статьи "Прогноз вертикальных сдвижений и деформаций массива горных пород" Кулибаба С.Б. (УкрНИМИ), Кулибаба М.С. (ДонГТУ)

С.Б.Кулибаба (УкрНИМИ), М.С.Кулибаба (ДонГТУ)

Одним из путей решения проблемы рационального использования природных ресурсов и наиболее полного извлечения угля из недр является расконсервация его запасов из предохранительных целиков. Более чем двадцатилетний опыт подработки вертикальных шахтных стволов и технических скважин показывает реальную возможность как частичной, так и полной отработки предохранительных околоствольных целиков. Однако при этом, для принятия обоснованного решения о конкретных размерах такой подработки с учетом возможного применения конструктивных мер охраны ствола, необходим достоверный прогноз сдвижений и деформаций околоствольного породного массива.

В условиях разработки некрутых угольных пластов наиболее характерными являются вертикальные сдвижения массива, способные вызвать у подрабатываемых вертикальных выработок достаточно серьезные нарушения крепи и армировки. Поэтому разработка надежных методов прогноза вертикальных сдвижений и деформаций массива над очистными выработками является актуальной.

>Опыт расчета сдвижений массива по существующей методике показывает, что она страдает рядом неточностей и упрощений, которые в конечном счете приводят к погрешностям прогнозируемых величин. К основным недостаткам этой методики относятся такие, как некорректный учет степени подработанности массива по вертикали; приближенный расчет деформаций в зоне полных сдвижений; односторонний подход к расчету сдвижений, производимому на разрезе лишь по одному сечению мульды, т.е. без учета объемности процесса.

>На основе анализа целого ряда экспериментов, проведенных в УкрНИМИ, авторами разработана новая методика расчета сдвижений подрабатываемого массива горных пород, которая лишена указанных выше недостатков. В ее основу легли следующие экспериментально доказанные положения.

Ключевую роль в формировании сдвижений и деформаций породной толщи над выработанным пространством играет зона полных сдвижений, границы которой в массиве с определенной степенью точности определяются с помощью углов полных сдвижений. Внутри этой зоны направление векторов сдвижения нормально к напластованию, а изменение их величины по высоте носит нелинейный характер. При этом наблюдается два характерных участка , где деформации растяжения массива в вертикальном (нормальном) направлении имеют повышенные значения. Один из них находится вблизи выработанного пространства угольного пласта, а второй - в районе границ зоны полных сдвижений.

При удалении от зоны полных сдвижений величина вектора сдвижения уменьшается, принимая нулевые значения на границах области сдвижения массива и отличные от нуля - на земной поверхности в пределах мульды. При этом относительная величина вектора сдвижения точки зависит от степени ее подработанности и от ее местоположения в мульде сдвижения в обоих главных сечениях.

Вернуться в библиотеку Карпенко А.А.