Пояснительная записка. 1. Характеристика горногеологических условий добычного участка
 Скачать 1.2 Mb.
|
Таблица 7.– Классификация нижнего слоя кровли по устойчивости.
7. Разработка мероприятий по разупрочнению пород основной кровли. 7.1.Сущность метода торпедирования Расширение комплексной механизации требует вовлечения в разработку пластов с неблагоприятными условиями залегания, характеризующимися наличием в кровле угольных пластов мощных слоев прочных пород, которые называются труднообрушаемыми. При разработке пластов с труднообрушаемыми кровлями наблюдаются интенсивные проявления горного давления, которые значительно осложняют работу очистных забоев. Применение механизированных комплексов в таких условиях, обеспечение эффективности их использования и создание безопасных условий труда возможны лишь при снижении интенсивности проявлений горного давления при осадках труднообрушаемых кровель. Сущность метода передового торпедирования заключается в предварительном (до подхода лавы) ослаблении пород кровли взрыванием скважинных зарядов. Образующаяся в результате взрыва цилиндрическая зона трещин вокруг скважины уменьшает площадь поперечного сечения труднообрушаемого слоя породы и является разупрочняющим фактором. Кумулятивные взрывы в длинных скважинах осуществляются впереди лав до подхода очистного забоя. При приближении очистного забоя к зоне трещинообразования от взрыва происходит дальнейшее развитие трещин в результате опорного горного давления от влияния лавы. По мере перехода лавой зоны взорванной скважины слои пород основной кровли оказываются в области сдвижения и изгибающих напряжений. Ослабляющее влияние трещин, образовавшихся после взрыва, приводит к обрушению прочного слоя. Предварительное разупрочнение пород взрыванием приводит к уменьшению предельных длин консолей (блоков), критических площадей обнажения, вследствие чего ослабляется влияние осадок основной кровли на механизированную крепь в лавах. При правильном выборе расстояния между скважинами прочный слой пород основной кровли теряет монолитность и обрушается блоками с размерами 15-20 м по простиранию. Это позволяет использовать обычные способы управления кровлей в лавах. Таким образом, способ передового торпедирования создает нормальные условия для высокоэффективной работы комплексно-механизированных лав. 7.2. Расположение скважин для торпедирования. Схема расположения скважин для передового торпедирования зависит от целого ряда геологических и технических факторов, основными из которых являются мощность разрабатываемого пласта, мощность и расположение труднообрушаемого слоя породы, угол падения пласта, длина лавы, технологическая схема очистных работ. Скважины необходимо располагать под углом 50-80 относительно основной системы естественной трещиноватости пород кровли таким образом, чтобы их значительная часть в толще породы приходилась на область с растягивающими напряжениями. Это делается с целью устранения распыления энергии взрыва по трещинам. По расположению скважин на линии торпедирования в вертикальной плоскости применялись одно- и двухъярусные схемы, а в плоскости пласта – параллельные и веерные. Скважины для торпедирования могут буриться с одного штрека или ходка, примыкающих к лаве (односторонняя схема), либо с обоих (двухсторонняя схема). В зависимости от структуры пород непосредственной и основной кровли все пласты, отрабатываемые с передовым торпедированием, могут быть условно разделены на три группы. Согласно заданию пласт относится к первой группе. Для первой группы пластов мощностью от 1,2 до 2,0 м характерно наличие малой мощности непосредственной кровли (от 0,4 до 3,0 м); в основной кровле залегают мощные песчаники (от 8 до 35 м). На большинстве шахт Донбасса, где применяется передовое торпедирование, скважины бурятся по односторонней схеме, т.е. с одной выработки, примыкающей к лаве. При односторонней схеме торпедирования рекомендуются следующие основные варианты расположения скважин: веерное, одноярусное, двухъярусное. Технологические схемы торпедирования с одноярусным расположением скважин (рис. 2) наиболее распространены на шахтах Донбасса. Технологическая схема торпедирования с односторонним двухъярусным расположением скважин приведена на рис. 2, б. В каждой линии торпедирования две скважины: основная – длиной 100 м с углом наклона к пласту 11, длина заряда составляет 60 м; дополнительная – длиной 40 м с углом наклона к пласту 28, длина заряда – 25 м. Расстояние между линиями торпедирования принимается в пределах 11 15 м. Наряду с односторонним расположением скважин на ряде шахт использовалась технологическая схема торпедирования с двухсторонним расположением скважин, при которой скважины бурятся с обоих штреков (ходков), примыкающих к лаве. На рис. 2, в приведена технологическая схема торпедирования с одноярусным двухсторонним расположением скважин, на рис. 2, г – с двухъярусным. В результате анализа опыта применения торпедирования по различным схемам было установлено, что одностороннюю схему следует использовать для лав, длина которых не превышает 120 м, двухстороннюю – для лав длиной более 120 м; при односторонней и двухсторонней схемах наибольший эффект достигается при двухъярусном расположении скважин ввиду более мощных зарядов, взрываемых в скважинах; веерная схема не обеспечивает необходимого разрушения прочных пород по определенной линии.  7.3.Основные требования к проведению торпедирования основной кровли. Взрывание зарядов в скважинах торпедирования должно производиться следующим образом, чтобы не нарушилась непосредственная кровля над пластом. Для этого между пластом и нижним концом заряда в скважине оставляется не взрываемая защитная пачка пород толщиной 5-10 м. С увеличением прочностных характеристик пород защитной пачки ее толщину можно уменьшить. Так, при наличии непосредственно над пластом песчаника, песчаного сланца либо известняка толщина защитной пачки может быть уменьшена до 5 м, при глинистом сланце – до 8 м. Мощность торпедирования труднообрушающихся пород, пересекаемых скважинными зарядами, выбирается из соображений обеспечения необходимой степени разрушения нижних слоев кровли для их последующего регулярного обрушения. На выемочных участках шахт Донбасса эта величина колеблется в пределах от 5 до 14 м. При торпедировании кровли диаметр скважинных зарядов составляет 63-67 мм, а их масса на 1 м длины скважины – 4,1-4,2 кг. Диаметр скважин зависит от бурового оборудования, прочности пород и параметров заряда и обычно колеблется в пределах 70-120 мм. При выборе длины скважинного заряда необходимо учитывать соотношение между длиной его проекции на плоскость пласта и длиной лавы. Так при односторонней схеме расположения скважин в глинистых или песчанистых сланцах оно должно составлять 53-56%, в песчаниках – 62-75%, при двухсторонней схеме расположения скважин в песчаниках это соотношение должно составлять 57-88%. Как показывает опыт, при увеличении прочности пород длина скважин должна увеличиваться с тем, чтобы проекция скважины на плоскость пласта приближалась к длине лавы. Важнейшим параметром разупрочнения труднообрушаемой кровли является расстояние между плоскостями торпедирования, т. е. шаг искусственного обрушения основной кровли. Анализ опытных данных по всем шахтам, где применяется торпедирование, позволил сделать следующий вывод: расстояние между соседними плоскостями торпедирования, обеспечивавшее необходимое разупрочнение пород для глинистых, песчано-глинистых и песчаных сланцев, а также для песчаников, составляет 20-22 м; для известняков – 14-17 м. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||