Пример использования результатов горного давления при проектировании схемы подготовки выемочного поля

В случаях сложного взаимного влияния очистных работ, ведущихся на нескольких пластах, часто не представляется возможным судить о распределении горного давления на основе одного лишь практического опыта. Математическое же моделирование горного давления позволяет с достаточной точностью предсказать образование зон повышенного или пониженного давления. Его результаты и данные других расчетов дают возможность сделать выводы относительно ожидаемых проявлений горного давления в очистных и подготовительных выработках и могут оказаться весьма полезными при проектировании очистных работ, особенно на удароопасных пластах.

Такая возможность была использована, в частности, при составлении плана развития горных работ на период до 1980 г. на шахте «Вестфален». Результаты расчетов позволили получить достаточно хорошее представление о расположении и размерах зон повышенного горного давления на соответствующих участках шахтного поля. Для пласта «Зонненшайн», который относился к угрожаемым по горным ударам, были выявлены особо нагруженные участки.

Изменением последовательности отработки выемочных полей и участков в некоторых случаях удалось избежать образования зон повышенного горного давления.

Кроме того, по вычисленным значениям горного давления в краевых зонах угольных пластов оказалось возможным предсказать поведение располагавшихся там выемочных штреков.

Следует особо отметить расположение наклонной пластовой выработки № 167—168. По первоначальному проекту ее намечалось провести в зоне, в которой ожидалось сильное опорное давление от краевой части угольного массива по вышележащему пласту 3/4. Об этом можно судить по приведенной на рис. 1.19 кривой распределения давления. Было предложено заложить выработку на 75 м левее, после чего можно было ожидать, что повышенному горному давлению будет подвержен только один ее участок.

Вызывала беспокойство также недостаточная устойчивость штреков по пласту В. Было установлено, что конвергенция в выемочных штреках должна возрастать пропорционально приросту давления, поскольку пластические деформации породного массива здесь не происходили, а интенсивность конвергенции — составлять 15 см на 10 МПа прироста давления. Умножив последний показатель на ожидаемый прирост давления, получили, что конвергенция в выемочном штреке участка № 262 после его отработки составит 1,2 м. Для вентиляционного штрека участка № 168 расчетная конвергенция составила даже 1,7 м. Поэтому следовало готовиться к тому, чтобы своевременно принять меры к усилению крепи в указанных выработках для поддержания их в работоспособном состоянии.

В общем случае расчеты горного давления целесообразны для решения следующих вопросов:

- выбора мест расположения подготовительных выработок;

- определения зон повышенного и пониженного давления;

- оценки ожидаемой частоты вывалов пород из кровки лав;

- определения ожидаемой конвергенции в подготовительных выработках;

- проектирования требуемых площадей поперечного сечения выработок, а также объемов работ по подрывке почвы и перекреплению выработок;

- выбора крепей для очистных и подготовительных выработок.

Надежность проектирования может быть существенно повышена, если на шахте организованы производственные наблюдения за состоянием очистных и подготовительных выработок с целью сбора данных, используемых при проектировании и для определения показателя интенсивности конвергенции в подготовительных выработках.