Источник: Разработка месторождений полезных ископаемых.№ 67 / – Киев,«Техника», – 1984, с.50 –52
Анализ влияния разрывных нарушений на ведение очистных работ в условиях Центрального района Донбасса [6] показал, что при переходе разрывных тектонических нарушений уровень нагрузки на очистной забой снижается на 24—68 %, производительность труда рабочих очистного забоя снижается на 19—73 %, а себестоимость 1 т угля увеличивается на 17—98 %.
Уменьшение прочности угля и вмещающих пород у разрывных нарушений ведет к вывалам пород кровли, что резко ухудшает условия безопасности труда.
Запасы, расположенные в зонах влияния разрывных нарушений нередко списывают с баланса шахт без достаточных на то оснований. В связи с этим
для рациональной и безопасной отработки запасов, расположенных вблизи разрывов, необходимо знать ширину зоны влияния разрывных тектонических нарушений. Однако понятие ширины зоны повышенной трещиноватости к настоящему времени окончательно не установлено.
Как показал анализ литературы [1—7], еще нет достаточно четкого определения понятия «приразрывная зона», кроме этого, анализируются в основном разрывы с амплитудами более 3—5 м. Между тем в Донбассе сильно развита мелкоамплитудная тектоника.
При этом большое количество таких нарушений можно перейти выемочными комплексами без значительной задержки подвигания забоя.
В этих случаях, а также при подходе к непереходным мелкоамплитудным нарушениям для обеспечения безопасности выемки, правильности технологии добычных работ, обоснованности оценки близлежащих к нарушению запасов угля важно знать ширину зоны влияния мелких нарушений.
С этой целью на шахтах ПО «Донецкуголь» было изучено 18 надвигов и 12 сбросов с нормальными амплитудами смещения от 0,3 до 3,4 м. За ширину зоны влияния разрывных тектонических нарушений принимался участок, в пределах которого наблюдалось изменение интенсивности трещиноватости угольного пласта [8]. За границы зон влияния разрывов принимались места, в которых отмечалось возникновение новых систем трещин, не выявленных на нарушенных участках.
Это оказались системы кососекущих трещин скалывания часто со следами подвижек. Наблюдения за трещиноватостью производились в забоях подготовительных или очистных выработок со стороны висячего и лежачего крыльев пласта по методике, описанной в работе [9].
По результатам обработки наблюдений были установлены зависимости между шириной зоны влияния мелкоамплитудных разрывных нарушений и нормальной амплитудой. Наблюдения, проведенные для установления ширины зоны влияния мелкоамплитудных нарушений, показали, что изменение интенсивности трещиноватости не подчиняется линейному закону. При приближении к разрыву (независимо от его типа) частота трещин в общем увеличивается. На некотором расстоянии от разрыва она уменьшается,иногда достигая интенсивности ненарушенных участков.
После этого частота трещин увеличивается и достигает максимального значения в непосредственной близости у нарушения. Описанное явление можно объяснить следующим образом. Согласно физической теории образования тектонических разрывов при концентрации напряжений на каком–либо участке на месте тектонического разрыва возникают многочисленные самостоятельные разрывы, которые, постепенно разрастаясь, объединяются в относительно более крупные нарушения. Когда напряжения оказываются равными прочности материала, начинается быстрое разрушение перемычек и появляется тектонический разрыв. Его появление изменяет первичное напряженное состояние горных пород вокруг него, в результате чего развитие содизъюнктивных трещин прекращается. Вследствие перемещения крыльев пласта друг относительно друга возникают дополнительные напряжения, которые вызывают образование трещин, параллельных сместителю.
Ширина зоны интенсивной трещиноватости равна 1,5—2,5 мощности пласта. Интенсивность трещиноватости в этой зоне увеличивается почти в 2 раза по сравнению с трещиноватостью ненарушенной зоны. Породы, непосредственно примыкающие к разрыву, сильно перемяты и склонны к вывалам и обрушениям. Ширина зоны интенсивной трещиноватости, как было отмечено ранее, со стороны висячего крыла пласта несколько больше, чем со стороны лежачего. В одном случая отмечено отсутствие зоны влияния и зоны интенсивной трещиноватости со стороны лежачего крыла пласта у сброса.
Установленные зависимости создают предпосылки для прогнозирования расстояний до мелкоамплитудных разрывных нарушений, не вскрытых горными выработками, дают возможность более обоснованно осуществлять оконтурирование запасов и планировать их отработку.
1. Белоусов В. В. Тектонические разрывы, их типы и механизм образования.— Тр.геофиз. ин–та, 1952, № 17, с. 20—22.
2. Белоусов В. В. Основные вопросы геотектоники.— М. : Госгортехиздат,1962.—608 с.
3. Букринский В. А., Михайлова А. В. Изучение связи трещиноватости с тектоническими структурами горных пород.— М., 1963.— 96 с.
4. Гзовский М. В. Соотношения между тектоническими разрывами и напряжениями в земной коре.— Разведка и охрана недр, 1956, № 11, с. 7—22.
5. Погребицкий М. И., Рац М. В., Чернышев С. Н. О зависимости густоты тектонических трещин от расстояния до разрывов.— Докл. АН СССР, 1971, т. 201, № Iс.927—930.
6. Покрасс В. Л., Загородний Ю. Д. Влияние горногеологической нарушенности на показатели работы лав в центральном районе Донбасса.— Технология добычи угля подземным способом, 1973, № 8, с. 33—34.
7. Пугачев М. И. Исследование размещения тектонических разрывов в северной зоне мелкой складчатости Донбасса и методы их прогнозирования : Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1968.— 16 с.
8. Разрывные нарушения угольных пластов / И. С. Гарбер, В. Е. Григорьев Ю. Н. Дупак и др.— Л. : Недра, 1979.— 190 с.
9. Стягун А. В. О прогнозировании мелкоамплитудных разрывных нарушений. Разраб. месторождений полезных ископаемых: Респ. межвед. науч.–техн сб., 1985 вып. 61. 39—43 с.
Библиотека