9. Проявление горного давления в подземных очистных выработках

Проявление горного давления при выполнении очистных работ в большей мере определяется горно-геологическими условиями разрабатываемого месторождения (или его участка) и принятой технологией горных работ. Так_, при применении камерных систем разработки горное давление проявляется в деформации обнажений пород в камерах и в дополнительных (к ранее существующим в массиве) нагрузках на оставляемые целики. При работе с массовым обрушением руды и вмещающих пород горное давление проявляется в деформации днища добычного участка и расположенных в нем выработок.

На больших глубинах горное давление проявляется весьма интенсивно и может вызвать породные взрывы в горные удары.

Управление горным давлением во всех случаях должно обеспечить безопасность, высокую интенсивность и экономичность очистных работ.

9.1. Выбор безопасных размеров камер

9.1.1. Метод Южно-Африканского Совета по промышленным и научным исследованиям

Метод оценки устойчивости обнажения учитывает шесть факторов:

1. прочность породы на одноосное сжатие;

2. степень нарушенности породного массива (% выхода керна в кусках 100 мм и более);

3. расстояние между главным нарушениями в массиве;

4. состояние мест нарушений;

5. гидрогеологические условия;

6. направление простирания и падения главных нарушений в породном массиве относительно оси выработки.

Влияние каждого фактора оценивается в баллах (табл. 33–38 приложений).

Устойчивость обнажения оценивается суммой баллов указанных факторов:

.

По устойчивости дородные массивы делятся на V классов (табл. 39 приложений).

За пролет выработки принимается ее наибольший неподдерживаемый размер (ширина или длина незакрепленной части).

Зависимость между величиной неподдерживаемого пролета и сроком службы выработки класса породного массива приведена на рис. приложения.

9.1.2. Метод Норвежского института геомеханики

Метод оценки устойчивости учитывает шесть факторов:

К₁ – степень нарушенности породного массива (% выхода керна в кусках 100 мм и более), (табл. 39 прилож.)

К₂ – показатель расчлененности массива (табл. 40 прилож.)

К₃ – состояние мест нарушений (табл. 41 прилож.)

К₄ – степень изменения (выветривания) породы в зоне нарушений (табл. 42 прилож.)

К₅ – гидрогеологические условия (табл. 43 прилож.)

К₆ – степень ослабления породного массива (табл. 44 прилож.).

Оценка устойчивости обнажения породного массива ведется по показателю

.

По значению Q породные массивы делятся на IХ классов:

I класс – исключительно слабые Q = 0,001 – 0,01;

II класс – весьма слабые Q = 0,01 – 0,1;

III класс – очень слабые Q = 0,1 – 1;

IV класс – слабые Q = 1 – 5;

V класс – средней устойчивости Q = 5 – 10;

VI класс – хорошая устойчивость Q = 10 – 50;

VII класс – очень хорошая устойчивость Q = 50 – 100;

VIII класс – весьма устойчивые Q = 100 – 500;

IХ класс – исключительно устойчивые Q > 500.

Таблица 5

Характеристика условий	Давление воды, кгс/см2	К5
Сухие выработки или с малым притоком (менее 5 л/мин) на отдельных участках	<1,0	1,0
Средний приток или давление, случайный вынос заполнителя нарушений	1–2,5	0,66
Большой приток или высокое давление по нарушениям без выноса заполнителя	2,5–10,0	0,5
То же с выносомзаполнителя	2,5–10,0	0,33
Очень большие притоки или давление: сразу же за взрывными работами затухают во времени	>10,0	0,2–0,1
То же незатухающие во времени	<10,0	0,1–0,05

По графику рис. приложения определяется устойчивый базовый размер (пролет, высота, диаметр) выработки А₀. наибольший неподдерживаемый пролет выработки рассчитывается по формуле А = А₀К₇, где К₇ – коэффициент, учитывающий тип выработки (принимается по табл. 46 прилож.).

Таблица 6

Состояние породного массива	σсж/σ1	σр/σ1	К6
а) Выработка пересекает зоны нарушения пород
Частые зоны нарушений с глинистым заполнением	–	–	10,0
Единичные зоны нарушений с глинистым заполнением (глубина менее 50 м)	–	–	5,0
То же (глубина более 50 м)	–	–	2,5
Частые зоны нарушений в крепкой породе	–	–	7,5
Единичные зоны нарушений в крепкой породе (глубина менее 50 м)	–	–	5,0
То же (глубина более 50 м)	–	–	2,5
Зоны сильно разрушенной породы	–	–	5,0
б) Выработка в ненарушенной породе
Низкое напряженное состояние пород	>200	>13	2,5
Среднее напряженное состояние пород	≤200>10	13–0,66	1,0
Высокое напряженное состояние пород	10–5	0,66–0,33	0,5–2,0
Породные взрывы	2–2,5	0,33–0,16	5–10
Горные удары	<2,5	<0,16	10–20

Величина А – может быть приближенно определена из выражения:

А = 2К₇Q^0,44

где Q – показатель устойчивости обнажения пород (табл. 45 прилож.).

Между величинами y и Q установлена корреляционная зависимость