Штрек под краевой частью пласта

Из графика (рис. 1.52) видно, что слева от линии р0 = 20МПа давление ниже, а справа — выше геостатического давления р0 (при глубине разработки 800 м).

Известно, что с увеличением расстояния от краевой части пласта L давление уменьшается, но глубина зоны влияния надработки h1 увеличивается. По мере удаления от пласта максимумы давления все более смещаются под неотработанный угольный массив. Эти обстоятельства позволяют достаточно просто определять наиболее благоприятное расположение полевых штреков или наклонных пластовых выработок, параллельных краевой части угольного массива по вышележащему пласту.

Случай 1. Полевая выработка А пройдена после окончания очистных работ на вышележащем пласте (см. рис. 1.52). Интерполируя между ближайшими изобарами, находим, что давление в этой точке составляет 26 МПа. Поскольку выработка А находится на глубине 865 м, а изобары рассчитаны для глубины 800 м, к нему необходимо добавить давление от веса столба породных слоев, находящихся между пластом и поле-поп выработкой (около 2 МПа). Кроме того, нужно учесть, что проходка выработки повышает давление в примыкающей к ней 10-метровой полосе примерно на 30%. Следовательно, на рассматриваемую выработку будет действовать давление, равное 28-1,3 = 36 МПа. Таким образом, давление, действующее на полевую выработку А, примерно на (28-22):22 = 27% выше, чем на аналогичную выработку, пройденную в нормальных условиях, т. е. при отсутствии влияния краевой части вышележащего пласта.

Случай 2. Полевая выработка А пройдена до начала очистных работ по вышележащему пласту и к ней, следовательно, приложено давление 22-1,3 = 29 МПа. Так как давление на эту выработку после завершения очистных работ, фронт которых и данном случае движется в направлении, параллельном выработке А, повысится до 36 МПа, прирост давления (27%) будет воздействовать на уже пройденную выработку. В результате конвергенция в ней превысит аналогичный показатель в случае 1 (даже при достаточно прочных вмещающих породах).

Случай 3. Полевая выработка А надрабатывается вышележащим пластом, причем фронт очистных работ, параллельный выработке А, перемещается слева направо. Когда проекция линии забоя будет находиться в 100 м от выработки А, последняя окажется в зоне, оконтуренной изобарой 25 МПа (см. рис. 1.52). Наибольшее давление, соответствующее зоне между изобарами 25 и 30 МПа, будет действовать на выработку в 20 м перед лавой и равняться примерно 28 МПа. Это соответствует приросту давления (28-20)х1,3=10 МПа.

Примерно в 15 м за лавой (изобара 20 МПа) выработка разгрузится до первоначального давления р0, соответствующего глубине, на которой она пройдена. Наименьшее давление, соответствующее половине первоначального (изобара 10 МПа), установится в 60 м за лавой. Примерно в 100 м за лавой давление снова увеличится, но не достигнет величины р0.

Случай 4. Полевой штрек, ориентированный перпендикулярно к выработке А (см. рис. 1.52), надрабатывается лавой по вышележащему пласту, двигающейся по направлению оси штрека. В этом случае штрек подвергается такому же давлению, что и в предыдущем случае. Различие заключается в том. что в случае 3 оно действует на выработку одновременно по всей ее длине, а в случае 4 — на отдельные ее участки, по которым последовательно проходит волна давления.

Случай 5. Наклонная выработка (полевой уклон) расположена под отрабатываемым пластом перпендикулярно к линии очистных забоев. Расчет давления производится так же, как и в предыдущих случаях; величину давления определяют точки пересечения выработки с изобарами.

Случай 6. Квершлаг надрабатывается наклонным пластом. Расчет давления производится так же, как в предыдущем случае.

Замечание к рис. 1.52. Как видно из графика (см. рис. 1.52), давление под краевой частью пласта уменьшается от весьма высоких значений вначале очень быстро. Уже в 30 м под пластом (изобара 40 МПа) давление только вдвое превышает нормальное для данной глубины давление Однако по мере удаления от пласта интенсивность затухания давления снижается; то же относится и к расстоянию по напластованию от краевой части пласта. Это подтверждается практическим опытом, согласно которому влияние находящейся на значительном удалении краевой части пласта (100—200 м) может ощущаться в пройденных по склонным к деформации породам выработках в виде заметного увеличения конвергенции.

Примечания: 1. Приведенные на рис. 1.52 значения давления справедливы лишь для «нормального» случая — краевой части пласта неограниченной протяженности. Любая другая геометрия выработанного пространства обусловит изменение величин давления. Кроме того, давление будет другим, если породный массив над- или подработан другими пластами. В таких случаях требуются особые расчеты.

2. Приведенные на рис. 1.52 значения давления справедливы также и для зоны, находящейся над краевой частью пласта, т. е. для случая подработки (но в этом случае требуется уменьшать давление на величину, соответствующую весу столба пород между пластом и выработкой). Однако при подработке выработки конвергенция может наблюдаться и в зоне пониженного давления; такая конвергенция, как известно, объясняется не только изменением давления.

3. Показанные на рис. 1.52 изобары могут быть использованы и для глубины, отличающейся от 800 м, при условии умножения полученного значения давления на отношение Н/800, где Н — глубина залегания рассматриваемого пласта.