Выработка под выступающим углом краевой части пласта

На рис. 1.53 показаны линии равного горного давления (изобары). Между изобарами 20 МПа давление меньше, а за ними больше нормального для данной глубины (Н = 800 м) давления р0 = 20 МПа. По изобаре 30 МПа проходят точки, в которых давление в породном массиве превышает нормальное в 1,5 раза.

Для глубины Н, отличающейся от 800 м, соответствующие значения давления необходимо умножить на отношение Н/800.

Рассмотрим, какая величина давления будет определять состояние полевой выработки, пройденной, например, через точку А. При этом необходимо различать давление, устанавливающееся при проведении штрека, и давление, вызываемое очистными работами на вышележащем пласте.

Случай 1. Лава 2 остановлена вблизи показанного на рис. 1.53 сечения. Выработка А пройдена после остановки лавы. Интерполируя между ближайшими изобарами, получаем что давление у выработки составляет 33 МПа. Так как она пройдена на глубине 865 м, а давление рассчитано для глубины 800 м, к 33 МПа следует приплюсовать давление от веса столба пород между пластом и выработкой, т. е. около 2 МПа. Следует также учесть, что проведение выработки повышает давление примерно на 30%. Значит, на рассматриваемую выработку будет действовать давление, равное 35-1,3 = 45 МПа. При нормальных условиях (без надработки) давление составило бы (20+2)-1,3 = 29 МПа. Давление под выступающим углом краевой части пласта на 45—29=16 МПа, или на 55%, больше, чем давление, действующее на такую же выработку, пройденную в нормальных условиях. Однако повышенное давление при проведении выработки может проявляться лишь при пересечении слабых пород.

Случай 2. Выработка А пройдена до начала очистных работ по вышележащему пласту, т. е. в условиях давления 22-1,3 = 29 МПа, и позже подверглась их воздействию при отработке лап 1 и 2. Максимальное давление после прохода лавы /можно определить по левой половине рисунка: точка, соответствующая выработке А, находилась бы на изобаре 26 МПа (на рис. 1.53 не показана). Давление в этой точке составило бы при проведении выработки (26+2)*1,3 = 36 МПа, а прирост давления — 36-29 = 7 МПа. Хотя выработка проводилась в данном случае в условиях меньшего давления, чем в случае 1, и после надработки лавой 1 давление при проведении не достигло той величины, которая зафиксирована в случае 1, конвергенция в ней вследствие прироста давленая после проведения выработки должна быть больше.

Максимальное давление перед подходом лавы 2 составляет, как и в случае 1,45 МПа. Давление на выработку повысится при этом на 45—36 = 9 МПа. Конвергенция в выработке в результате влияния очистных работ в лаве 2 будет в соответствии с таким приростом давления в 9:7=1,3 раза больше, чем от лавы 1.

Примерно в 20 м за лавой 2 выработка разгрузится до первоначального давления р0. Минимальное давление, равное половине первоначального, установится, как и в случае 4, примерно в 60 м за лавой. После этого давление снова несколько увеличится, однако уже не достигнет р0.

Случай 3. Полевая выработка, пройденная перпендикулярно к рассматриваемой ранее выработке (т. е. в плоскости рис. 1.53), надрабатывается обеими лавами. Отдельные участки выработки будут подвергаться при приближении очистных работ различным давлениям в соответствии с точками пересечения выработки изобар. Наибольшее давление будет наблюдаться на участке выработки в 10—50 м под выступающим углом пласта, справа от него. После прохода лавы произойдет разгрузка выработки — на отдельных участках по-разному. Справа от лавы 2 давление на выработку повышается по мере подвигания очистных работ примерно на такую же величину, как и слева от лавы 1.

Случай 4. Наклонная полевая выработка (уклон) пройдена в плоскости рис. 1.53. Расчет давления производится так же, как и в предыдущем случае. Действующие его величины определяются точками пересечения выработки с изобарами.

Случай 5. Квершлаг надрабатывается при выемке наклонного пласта. Давление рассчитывается так же, как в предыдущих случаях.

Замечание к рис. 1.53. Как и под краевой частью, под выступающим углом пласта давление уменьшается с увеличением расстояния от пласта вначале очень быстро. Уже в 55 м под пластом оно лишь в два раза превышает нормальное для данной глубины давление р0 (изобара 40 МПа). При дальнейшем удалении от пласта интенсивность снижения давления уменьшается; то же относится к расстоянию по напластованию от угловой части пласта. В 130 м под пластом давление все еще превышает нормальное на 25%. Даже в 200 м под пластом влияние выступающей углом краевой части пласта все еще ощущается повышенным горным давлением.

Примечания: 1. Приведенные на рис. 1.53 изобары справедливы лишь для "нормального" случая: длина лав 200 м, отставание лавы 2 от лавы I 350 м. При другой геометрии горных работ или в условиях над- или подработки величины давления будут другими Их определение требует особого расчета.

2. Приведенные на рис. 1.53 значения давления справедливы также и для зоны породного массива, находящейся над выступающим углом пласта, т. е. для случая подработки выработки. Ho их требуется уменьшать на величину, обусловленную весом столба пород между пластом и выработкой. При подработке конвергенция в выработке может произойти и в зоне пониженного давления, ибо она зависит не только от изменения давления.