2. Анализ горно-геологических условий разработки пласта

Средняя мощность пласта составляет 1,40м, ёё колебание около 2%. Угол падения пласта равен 5 .

Марка угля – «Д»- длиннопламенный. Объёмный вес равен 1,5т/м³. В пласте присутствуют твёрдые включения. Имеется наличие водообильности пласта – 1,0 м³/час. Категория шахты по газу –I категория. Сопротивляемость угля резанию – 165 кг/см.

Согласно принятым условным обозначениям на рис. 2.1 изображена структура пласта и боковых пород с указанием их мощности и крепости по слоям.

М 1:100

f _i h_i,м

3 3.3

Условные обозначения:

5 4.7

- песчаник

- алевролит

7 7.6 - аргиллит

1.4 - уголь

4 4.2

Рис. 2.1 - Структура пласта и боковых пород

Вынимаемую мощность пласта определяем из выражения:

,

где m - геологическая мощность пласта,

m – колебание мощности пласта ,

м;

м;

м.

На основании [1] для рассматриваемых условий устанавливается категория обрушаемости массива пород кровли, устойчивости нижнего слоя кровли и верхнего слоя почвы.

Для определения категории обрушаемости массива пород кровли, расчитывается средневзвешенный коэффициент крепости вышележащих слоёв (до 8-кратной мощности пласта) по следующей формуле:

,

где h₁,h_2,…h_i – мощность слоёв кровли, м ;

f₁,f₂,…f_i – коэффициент крепости соответствующих слоёв кровли.

Полученное значение средневзвешенного коэффициента крепости, в соответствии с [1], попадает в промежуток от 6 до 10, что соответствует категории А₃, то есть основная кровля труднообрушаемая.

Для данной категории по [1] выбираются ожидаемые количественные значения геомеханических критериев:

конвергенция на 1м ширины призабойного пространства в долях от мощности пласта (_з) – 0,015;

коэффициент вариации величины конвергенции K₂ = 30–50%;

• шаг первичной осадки массива пород, м. 25 < Ш_о < 50;

• шаг последующих осадок массива пород, м. 15 < Ш_п < 30;

Устойчивость нижнего слоя кровли, которая представлена песчаником мощностью 7,6м с крепостью f = 7, принимаем Б₅ (устойчивые) на основании того, что коэффициет крепости нижнего слоя кровли по [1] f =7 .

Значения геомеханических критериев для данной категории устойчивости нижнего слоя кровли следующее:

• высота нижнего непосредственного слоя кровли, м. В₅ = 0,5 – 2,0;

• расстояние между трещинами в нижнем слое, м. Г₅ >1,0;

• зависание кровли, м. Д >5 .

Коэффициент крепости верхнего слоя почвы равен 4, который по [1] попадает в условие f > 4, то есть, категория устойчивости верхнего слоя почвы – П₃ (устойчивые). Сопротивление верхнего слоя почвы вдавливанию составляет [_вд] >25Мпа.

На основании того, что в пласте имеется высокая водообильность и газоносность, и угол падения равен 5, принимаем выемку угля по падению пласта.

На рис. 2.2 изображена схема выемочного столба при сплошной системе разработки и выемки угля по падению.

Рисунок 2.2 - Схема выемочного столба