Способ прогнозирования пучения пород в подготовительных выработках

(19 0 4 Е 21 С 39 00 ИЯ 3 44 г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о Красногинение и средства ных пород 90.у распологорных вы- СССР. Л.,(54)(57 НИЯ П ТЕЛЬН ределен ботки о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Гуковское ордена ТрудовоЗнамени производственное объепо добыче угля Гуковуголь(56) Ямщиков В. С. Методыисследования и контроля гори процессов. М., 1982, с. 284 - 2Указания по рациональномжению, охране и поддержаниюработок на угольных шахтах1978, с. ЗЗ - 34, 52. 1. СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАУЧЕНИЯ ПОРОД В ПОДГОТОВИЫХ ВЫРАБОТКАХ, включающий опе места распоЛожения сечения выраносительно пласта, измерение мощности слоев пород почвы пласта и определение их физико-механических свойств, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования на больших глубинах, определяют места залегания непосредственно под пластом слоя хрупких пород, ниже которого находятся породы, склонные к пучению, сравнивают мощность слоя хрупких пород с критической и по соотношению этих величин судят о наличии участков выработки, склонных к пучению пород почвы.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при залегании хрупких пород типа песчаников критическая мощность слоя составляет 2/3 ширины выработки.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при залегании хрупких пород типа песчано-глинистых сланцев критическая мощность слоя равна удвоенной ширине выработки.Изобретение относится к горному делу ипредназначено для определения участковвыработок с пучащими почвами при ихрасположении на глубине более 450 м,Цель изобретения - повышение достоверности прогноза на больших глубинах.5На фиг.изображено положение слояслабых пород в почве разрабатываемогопласта, контролируемое стратиграфическим положением угольного пропластка з,на фиг. 2 - положение слабых слоев, 1 Оконтролируемое стратиграфическим полоо,жением угольного пропластка 1 б, на фиг. 3 -пример прогнозирования пучения пород врайоне уклона 35; на фиг. 4 - разрезА - А на фиг. 3.Способ осуществляется следующим образом.В подошве выработки фиксируют ближайшие слои слабых пород, склонных к вязкопластическому течению, т. е. к пучению.На основании теоретических и широкихэкспериментальных работ к таким слабымпородам относятся: уголь, углистые, углистоглинистые, глинисто-углистые, глинистыесланцы с прослоями и линзами углистого,гидрослюдистого, монтмориллонитового и др.материала, отличающегося слабыми связямимежду слоями при коэффициенте крепостипо шкале М. М. Протодьяконова, не превышающем 3. Фиксируют слои хрупких пород, залегаю- ЗОщих между подошвой выработки и слоямислабых пород, Определяется их мощностьи прочность.Хрупкие породы можно разделить надва типа.Хрупкие породы, условно называемые З 5песчаниками: песчаники и близкие к ним потекстурным и физико-механическим свойствам песчаные и песчано-глинистые сланцы,а также переслой всех или части упомянутых пород при условии прочньх связеймежду слоями и высокой крепости, (Коэф Официент крепости по М. М. Протодьяконовуболее 8),Хрупкие породы, условно называемые песчано-глинистыми сланцами: все перечисленные породы при наличии углистых и углисто-глинистых прослоев мощностью более1 см или иных поверхностей ослабления;песчаные, песчано-глинистые, песчанистыесланцы и их переслой в любой последо-.вательности при условии прочных связеймежду слоями, отсутствии углистых просло Оев, высокой крепости (более 5 - 6 поМ. М, Протодьяконову).Определяют мощность хрупких пород иих тип и сравнивают эту величину с предельной мощностью хрупких пород. Под предельной мощностью хрупких пород понимается 55ее критическая мощность, т, е, та мощность,при которой происходит разлом хрупких пород в результате горного давления и выдавливание пород в горную выработку в формепучения.В качестве примера можно привести случай прогнозирования участка пучения в районе уклона 35 (фиг. 3).К моменту прогнозирования по разраба5тываемому пласту Й 5 пройдены три наклонные выработки уклона 35, а программойразвития горных работ предусмотрено прохождение конвейерных штреков 353, 354, 355,356, 357, 358,Нижележащий пласт Й 5, находящийсяна расстоянии 8 - 15 м от разрабатываемого, имеет нерабочую мощность и к разработке на рассматриваемом участке не принят,в ьИзучение пород междупластия Йбй; производилось по скважинам 1932, 10146, 10174,2931 и 2033, в результате этого изученияпороды междупластия отнесены к хрупкимпесчано-глинистым сланцам; для этих породпредельной величиной мощности, при которой проявляется пучение, является 9,0 м(установлено по наблюдениям на другихшахтах),Задача прогнозирования в данном случаезаключается в оконтуривании зоны участкашахтного поля с мощностью хрупких пород менее 9,0 м, Это решается путем построения литологических разрезов. Методикапостроения литологических уазреэов проста.Разрабатываемый пласт (А 5), по которомупредполагается проходить подготовительныевыработки, наносится в виде условной горизонтальной линии. В почве пласта нарасстоянии от него 3,2 или 9,0 м (какв рассматриваемом примере) строится параллельная горизонтальная линия. Наносятсябуровые скважины согласно положению ихна плане и откладываются в масштабеточки пересечения скважин с пластом Йь 5(скв. 1832 - 1,6 м, скв. 10146 - 8,7 м,скв. 10174 - 10,4 м), Путем построенияопределяется положение этого пласта по отношению к разрабатываемому, Точки пересечения пласта с горизонтальной линией 9,0 м(А и В) проектируются на почву пласта й;"в разрезе(А и В) и на саму линиюразреза (А и В).По другим разрезам устанавливаются аналогичные гочки С, Г, О, Е. Соединяющаяэти точки кривая А Е В Э Г С оконтуриваетучасток с мощностью песчано-глинистыхсланцев менее 9,0 м, т. е. участок с прогнозируемым интенсивным пучением породпочвы.При проведении конвейерных штреков 353355, 356 и 357 наблюдениями установленыучастки фактического пучения с интенсивностью 0,6 - 2,0 м/г что полностью подтверждает прогноз.Экспериментальными наблюдениями запучением установлено, что предельными мощностями являются: для песчаников (при ширине подготовительной выработки, равной209862 4,7 м) 3,2 м, что примерно соответствует 2/3 ширины выработки; для песчано-глинистых сланцев (при ширине выработки 4,5 м) 9,0 м, что соответствует двойной ширине выработки. Успобные обозначена цгопьнь ой,д ппасгп, по которомуигпепьная ВыраБатка Еьи пород роды типа песцаникаВ хрупкие породы типаййсцано - глинистых сланцеб подгото 7 СЙОО СЛВ зависимости от соотношения мощности слоя хрупких пород и критической мощности для данного типа породы и судят о налИчии участков выработки со склонными к пучению породами почвы,12098 б 2 М Юмам Услобные обозначения А 8lпрогнозируемая зона пицения угопьнье ппастыучасгпли (рактическога мученияс ингпенсидностьн 3 0,6-2,0 меодФиг. Ф Редактор С, ПатрушеваЗа каз 415/41 Составитель Техред И, Верес Корректор С. Черни Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 Филиал ППП сПатентэ, г, Ужгород, ул. Проектная, 4