Практика ведения работ в сложных горно-геологических условиях Западного Донбасса показывает, что наиболее неблагоприятное проявление горного давления — интенсивное пучение пород почвы. Оно приводит к резкому увеличению трудоемкости ремонтных работ и к значительным затратам на восстановление и поддержание выработок. На подрывку почвы подготовительных выработок и их перекрепление в объединении Павлоградуголь расходуется около 5 млн. руб. ежегодно. В связи с этим достоверный прогноз пучения почвы и разработка эффективных способов борьбы являются актуальными. Углевмещающие породы нижних каменноугольных отложений Павлоградско-Петропавловского района (угли марки Д—Г) в основном (до 80—85%) представлены глинистыми литологическими разностями — аргиллитами и их разновидностями. Реже встречаются мелкозернистые на глинистом цементе песчаники и алевролиты, переслаивающиеся глинистым и песчанистым материалами. Большинство пород имеет выраженную или скрытую слоистость. По плоскостям наслоения наблюдается углистая или слюдистая присыпка, создающая плоскости ослабления. По данным микроскопического описания шлифов вещественный состав углевмещающих пород для аргиллитов, алевролитов и песчаников соответственно состоит из глинистого материала 70—98; 21—66 и 5— 26%, кластического 1—10; 25—73 и 74—89%, карбонатного цемента до 10; 13 и 30%, углистого материала до 23; 10 и 5%. По результатам рентгеновского дифрактометричесского анализа глинистые минералы представлены гидрослюдой, хлоритом и каолинитом, причем монтмориллонит практически отсутствует; неглинистые — кварцем и полевым шпатом, в качестве акцессорных минералов присутствуют пирит, доломит, анкерит и др.

В пределах определенной глубины разработки наблюдается дифференциация устойчивости почвы, представленной породами различного литологического состава. Так, интенсивность пучения аргиллитов существенно выше, чем песчаников; алевролиты чаще занимают промежуточное положение, что обусловливается различными значениями их прочностных и деформационных свойств. СНиП выделяет типы почв с величиной пучения до 0,05; 0,05—0,2; 0,2—0,5 и свыше 0,5 м. В условиях Западного Донбасса согласно классификациям [1, 2] отсутствуют непучащие почвы. В выработках наблюдается значительное пучение пород почвы — от 0,5 до 2 м. Поэтому целесообразно (с точки зрения определения мест аварийного состояния выработок) выделить четыре типа почв по степени пучения при - глубинах залегания 140—600 м: слабо пучащие— 0,05—0,2 м (удельный вес 25%), умеренно пучащие— 0,2—0,5 м (37%), сильно пучащие—0,5—1 м (31%), весьма сильно пучащие—свыше 1 м (7%). По результатам исследований рассчитаны вероятности проявления степени пучения основных литотипов пород при различных глубинах залегания (см. таблицу). В интервале глубин 140—200 м большинство пород почвы относится к слабо пучащим; однако аргиллиты проявляются и как умеренно пучащие (вероятность до 20%). В редких случаях наблюдаются сильно пучащие аргиллиты и алевролиты (соответственно 3 и 2%). На глубинах 200—300 м породы почвы, в основном слабо пучащие и умеренно пучащие, причем вероятность проявления последних в 2— 5 раз выше, чем на глубинах 140—200 м. Аналогично увеличивается и вероятность сильно пучащих аргиллитов и алевролитов (до 7 и 5%). Если глубина более 300 м, пучение пород резко возрастает (рис. 1, б и в). В интервале 300—450 м большинство аргиллитов проявляется как сильно пучащие и весьма сильно пучащие (62 и 25%), алевролиты — как сильно пучащие и умеренно пучащие (60 и 25%). На таких глубинах существенно увеличивается и пучение песчаников (рис. 1, б). Так, вероятность их проявления как сильно пучащих составляет 35%. При глубине 450—600 м вероятность пучащих аргиллитов и алевролитов повышается примерно в 1,5—1,8 раза (чем на глубине 300—450 м), а пучение песчаников практически остается прежним. Таким образом, интенсивность пучения пород почвы зависит от их вещественного состава, прочности и глубины залегания выработки. С глубиной увеличивается пучение .пород и снижается их устойчивость. Выявленные особенности характера пучения почвы подготовительных выработок в Западном Донбассе необходимо учитывать при выборе их места заложения.