Раздел 2.Особые случаи разработки угольных пластов
Глава 1.Разработка сближенных пластов
1.1.Общие сведения
Угольные пласты в большинстве своем залегают свитами, находясь друг от друга на различном расстоянии. Выемка одного из них приводит к перераспределению напряжений в окружающей толще пород, их деформациям и сдвижениям, которые в определенных условиях могут распространиться на соседний пласт. При опережающей выемке верхнего пласта происходит надработка нижележащего пласта, которая сказывается на сравнительно ограниченную глубину. При выемке нижнего пласта происходит подработка вышележащих пластов, влияние которой распространяется на значительно большее расстояние.
С точки зрения характера влияния выемки одного из пластов свиты на выемку соседних различают независимые и сближенные пласты.
Пласты в свите считаются независимыми, если выемка их возможна в любой последовательности, и сближенными, если при рациональной разработке необходимо учитывать их совместное залегание.
Таким образом, в общем случае сближенными называют пласты, которые оказывают влияние друг на друга при их разработке. Это влияние может быть как полезным, так и вредным. В первом случае его необходимо использовать в практических целях, а во втором — бороться с ним.
Полезное влияние разработки сближенных пластов может быть использовано в следующих случаях:
при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа или горным ударам, когда требуется первоочередная опережающая отработка защитного пласта;
при необходимости дегазации соседних газоносных пластов, эффективность которой зависит от степени разгрузки, вызываемой их надработкой или подработкой;
для разупрочнения крепких песчаников, залегающих в кровле подрабатываемых пластов, с целью улучшения условий управления горным давлением;
для осушения весьма обводненных пластов путем их подработки;
при групповой подготовке пластов, когда выработки по одному из сближенных пластов используют и для отработки других.
Вредное влияние сближенности пластов может проявляться (рис. 12 .48):
при чрезмерной подработке вышележащего пласта, приводящей к затруднениям в его последующей выемке (а);
при попадании выработки в зону опорного давления (б, в);
при подработке существующей выработки (г).
|
Рисунок 12.48 – Последствия вредного влияния разработки сближенных пластов: а – чрезмерная подработка пласта; б – попадание выработки в зону опорного давления при выемке, соответственно, нижнего и верхнего пласта; г – подработка существующей выработки |
|
|
|
|
Порядок разработки сближенных пластов может быть нисходящим и восходящим. Правила технической эксплуатации угольных шахт предписывают, как правило, нисходящий порядок отработки пластов, который применим в любых условиях.
Восходящий порядок отработки тонких и средней мощности пластов допускается, если мощность междупластья составляет не менее шестикратной мощности подрабатывающего пласта при управлении кровлей полным обрушением. При полной закладке допускаемая мощность междупластья может быть и меньшей, однако при этом требуется согласование с УкрНИМИ.
Указанная выше 6-кратная мощность междупластья исключает вредное влияние подработки пласта при легко обрушающихся породах типа глинистых сланцев, однако, как показывает практика, не устраняет его при породах прочных, обрушающихся крупными блоками.
Подготовка пластов может быть раздельная и совместная. При раздельной подготовке проводят свои выработки по каждому пласту. При совместной проводят групповые выработки (штреки, бремсберги, уклоны) по одному из пластов, которые обслуживают все пласты группы, соединяясь с ними квершлагами или гезенками.
Проведение и поддержание выработок возможно как в надработанной, так и подработанной зонах. В первом случае штреки в надрабатываемых пластах должны проводиться с отставанием от очистного забоя надрабатывающего пласта на расстояние не менее 2lн1 (рис. 12 .49, а), во втором — на расстояние, равное не менее трем шагам обрушения основной кровли нижележащего пласта, а при отсутствии данных о его величине — не менее 200 м (рис. 12 .49, б).
Рисунок 12.49 – Схемы расположения очистных и подготовительных забоев на надрабатываемых (а) и подрабатываемых (б) сближенных пластах при их одновременной отработке
Очистные забои сближенных пластов, как правило, должны располагаться вне зоны опорного давления очистного забоя того пласта, который отрабатывается первым. При надработке минимальное опережение лавы верхнего пласта должно быть равно величине зоны опорного давления на нижележащем пласте, а при отсутствии сведений о ее размерах — не менее 100 м (рис. 12 .49, а), а при подработке — такое же, как и для опережения относительно забоя штрека (рис. 12 .49, б), то есть не менее трём шагам обрушения основной кровли нижележащего пласта, а при отсутствии данных о величине шага обрушения — не менее 200 м.
В зависимости от расстояния между пластами по нормали может применятся раздельная или совместная разработка пластов.