Угольные целики между штреком и очистными выработками

На глубине 800 м среднее давление на проходящую вдоль штрека полосу шириной 10 м при отсутствии влияния очистных работ составляет 26 МПа, что в 1,3 раза превышает нормальное для указанной глубины горное давление р0 (рис. 1.41, а). Примем эту величину за 100%. После отработки пласта с одной стороны штрека при оставлении целика шириной 40 м, из которых опорное давление воспринимается не более чем 30 м. давление у штрека возрастает до 56 МПа, или до 215% (рис. 1.41, б).

В случае, если штрек проводят вдоль уже отработанного участка пласта, давление на него составляет 56 MПa, т. е. соответствует нормальному для глубины 2,15*800=1720 м давлению в околоштрековой зоне при отсутствии влияния очистных работ. Если же штрек проводят перед отработкой участка, то при очистной выемке оно увеличивается на 56—26 = 30 МПа.

Давление в 56 МПа для целика шириной 40 м (см. рис. 1.41,6) определено по приведенному на рис. 1.42 графику Из его рассмотрения видно, что с увеличением ширины целика более 40 м давление снижается, но незначительно. При В = 85 м оно все еще составляет 40 МПа, что в 1,5 раза больше первоначального. С уменьшением ширины целика давление возрастает весьма резко. Так при ширине целика 6 = 20 м оно в 4 раза превышает первоначальное. Такое давление характерно для глубины 4*800 = 3200 м. Воздействие очистных работ на штрек при указанной ширине целика приводит к приросту давления, равному 104—26=78 МПа.

Конвергенция в штреке при ширине целика В = 20 м будет в 78 : 30 = 2,6 раза больше, чем при В = 40 м.

Ширина раздавленной зоны целика вдоль границы выработанного пространства составляет примерно 5 м. Это справедливо для пластов крепкого угля мощностью 1 м при прочных вмещающих породах. При большей мощности пласта и меньшей крепости угля ширина раздавленной зоны целика увеличивается. Кроме того, она увеличивается с повышением давления и с течением времени (например, до 20 м). Чем больше раздавленная зона целика, тем меньше ширина его несущей части и тем выше давление, воспринимаемое целиком, что в свою очередь ведет к расширению раздавленной зоны.

Этот процесс может быть причиной нарастания конвергенции в штреке в течение длительного времени после прекращения очистных работ. Правда, обычно со временем он затухает. На пласте, опасном по горным ударам, при определенных обстоятельствах давление может возрасти до критического предела, при котором угольный массив в боку штрека может мгновенно разрушиться, что приведет к заполнению выработки углем

На рис. 1.43, кроме приводившейся на рис. 1,42 зависимости (I), показана кривая изменения давления на штрек после отработки пласта с правой стороны штрека (II) в зависимости от ширины целика. Из него видно, что давление на выемочный штрек, проходящий по кромке угольного целика, также зависит от ширины последнего При ширине целика больше 120 м давление на штрек ненамного превышает давление, которое испытывает штрек, пройденный у границы выработанного пространства. При меньшей же его ширине выработанное пространство ранее отработанного участка воздействует на штреки обусловливает повышение давления в соответствии с кривой (см. рис. 1.43). Целик, оставляемый между выемочными участками при однократном использовании штреков, должен иметь ширину не менее 40—50 м. Однако лучше не оставлять по вовсе или же предусматривать целик между старым и новым штреками шириной всего 2 м (так называемый «податливый» целик).

Кривая р2—р1 показывает, насколько возрастает давление в результате отработки участка справа от целика. Это дополнительнoe давление значительно выше давления р1 в результате отработки предыдущего участка (слева от целика).

Примечания: 1. Значения давления на приведенных выше графиках справедливы лишь для случаев бесконечно большой длины штрека и неограниченной протяженности выработанного пространства. Любая другая геометрия очистных работ вызовет соответствующие изменения величин давняя. Они могут быть также другими в случае отработки выше- или нижележащих пластов.

2. Приведенные на графиках кривые могут быть справедливыми и для другой глубины разработки Н, для чего полученные с их помощью величины необходимо умножить на отношение H/800.