Лабораторная работа № 6 изучение классификаций пород кровли и почвы угольных пластов с углои падения до 35о

Цель работы: Изучить классификацию пород кровли и почвы, по классификационным признакам уметь определить тип породы. Данная лабораторная работа выполняется в течение 2 часов.

Используемое оборудование и материалы: методические указания к курсу и тетрадь.

Краткие теоретические сведения

Классификация пород кровли. При организации высокопроизводительной работы лавы со значительной длиной очистного забоя большое значение имеет устойчивость пород непосредственной кровли и обрушаемость пород основной кровли. Поэтому надежность системы крепь – боковые породы необходимо рассматривать в двух аспектах:

1. способность обеспечивать сохранность нижнего слоя;

2. управление движением всего массива пород над выработанным пространством.

Все горные породы кровли объединяют по двум классификационным признакам:

А – обрушаемость массива пород над очистной выработкой;

Б – устойчивость пород нижнего слоя над очистной выработкой.

По обрушаемости выделяются пять типов пород кровли:

А₁ – легкообрушаемые породы – массив пород, способный регулярно обрушаться в выработанном пространстве, начиная от разрезной печи. По литологическому составу такой массив состоит из чередующихся слоев сланцев, углистых прослоев, расслаивающихся песчаников. Коэффициент крепости – меньше 4.

А₂ – породы средней обрушаемости, способные образовывать зависание в какой-либо из зон сдвижения пород над лавой при управлении кровлей в лавах полным обрушением. Это массив чередующихся сланцев, песчаников, известняков. Коэффициент крепости изменяется от 4 до 8.

А₃ – труднообрушаемые породы, при которых управление кровлей в лавах способом полного обрушения сопровождается периодическими интенсивными осадками зависающих на больших площадях слоев «пород-мостов», создающих аварийные ситуации в призабойном пространстве (разрушение крепи, завалы призабойного пространства, воздушные удары и т.п.). Это достаточно однородный массив сланцев, песчаников, известняков или массив с «породами-мостами» (f = 6-10).

А₄ – весьма труднообрушаемые породы, при которых исключено применение способа управлением кровлей полным обрушением, а из-за трудоемкости работ по бурению нерационально применение способов частичной закладки или частичного обрушения. Практически в этих условиях применяют способ управления кровлей, предусматривающий оставление целиков угля между отрабатываемыми блоками выемочного участка. В данном случае рационально применение полной закладки выработанного пространства. Это весьма прочные (f > 10) монолистые и большой мощности слои песчаника и известняка (песчаники мелкозернистыми, известняками тонкокристаллическими, массивными).

А₅ – породы, склонные к плавному прогибанию, управляемые способом плавного опускания кровли. Они представлены прогибающимися известняками, сланцасм, реже песчаниками при мощности пласта менее 1 м и поддувании почвы (f = 6-10).

По устойчивости нижнего слоя кровли выделяют пять типов пород:

Б₁ - весьма неустойчивые породы, обрушающиеся вместе с углем при выемке (ложная кровля). Это слои углисто-глинистого сланца с характерными плоскостями ослабления (f < 2). Поддержание их в призабойном пространстве возможно лишь иногда при оставлении подкровельной пачки угля, если она обладает достаточной устойчивостью на уровне Б₃ и выше, или искусственного упрочнения. Рекомендуемая мощность защитной пачки угля составляет 0,2 – 0,3 м.

Б₂ - неустойчивые породы, которые тоже в естественном состоянии не способны образовывать устойчивые обнажения, но к ним можно применять искусственные методы повышения их устойчивости. Породы представлены аргиллитами, алевролитами (глинистые и песчано – глинистые сланцы) от темно – серых до черных, не имеющими связи с выше лежащей толщей. Высота слоя 0,05 – 0,3 м, коэффициент крепости 1 – 3.

Б₃ - малоустойчивые породы кровли, которые способны образовывать относительно устойчивые обнажения на небольшой площади.

Аргиллиты и алевролиты темно-серые, неслоистые, реже песчаники или известняки Коэффициент крепости 3 – 5.

Б₄ - среднеустойчивые породы кровли, которые образуют устойчивые обнажения в призабойном пространстве. Это алевролиты или песчаники, реже – известняки (5 < f 7).

Б₅ - устойчивые породы кровли, представленные монолитными слоями песчаника или известняка, реже песчаными сланцами (f > 7).

Классификация пород почвы. Поведение пород почвы в горных выработках характеризуется одним классификационным признаком – устойчивостью пород непосредственной почвы.

По устойчивости выделяются три типа пород.

П₁ – весьма неустойчивые породы почвы, которые разрушаются при взаимодействии с технологическими средствами добычи и транспортировке угля. Такие породы не могут служить опорой для технологических средств и должны выниматься при выемке угля совместно с ним либо селективно. Это углистые аргиллиты, углисто-глинистые и глинистые аргиллиты с комковатой текстурой («кучерявчик»). Коэффициент крепости 1-2.

П₂ – малоустойчивые породы, которые не разрушаются при взаимодействии с технологическими средствами при выемке угля, но не могут служить надежной опорой для стоек крепи, которые вдавливаются в эти породы либо сразу при распоре, либо в процессе поддержания кровли. Для предотвращения вдавливания индивидуальных крепей рекомендуется применение опор с увеличенной поверхностью контактирования. Малоустойчивые породы представлены алевролитами, которые переслоены аргиллитами и мелкозернистыми песчаниками. Коэффициент крепости 2-4.

П₃ – устойчивые породы почвы, при которых нет осложнений с применением средств крепления и управления кровлей. Это однородный массив из грубозернистых алевролитов или песчаников. Коэффициент крепости более 4.

Полная характеристика вмещающих пласт пород записывается как сочетание трех категорий формулой А₂Б₂П₂.