Краткая характеристика горно-геологических условий и степени опасности шахт по горным ударам

Кизеловский угольный бассейн представляет собой ряд крупных синклинальных и антиклинальных складок, вытянутых в меридиональном направлении.

Падение крыльев складок изменяется от пологого до крутого, а некоторых — до опрокинутого. Угленосная толща бассейна представлена отложениями нижнего карбона общей мощностью 150—200 м и состоит, главным образом, из переслаивающихся кварцевых и глинистых песчаников с глинистыми сланцами. В состав пород этой толщи входит кварцевых песчаников от 45 до 75%, глинистых песчаников от 10 до 25%, глинистых сланцев от 10 до 25%, углистых пород и угля от 3 до 6%. Одной из особенностей бассейна является большая прочность боковых пород и высокая упругость и прочность угольных пластов. Пределы прочности на сжатие составляют:

Пласты каменного угля рабочей мощности залегают в средней части угленосной толщи. Они являются сближенными, расстояние между ними от 2,5 до 10 м, реже до 30 м. Свита состоит из двухтрех, иногда четырех пластов. Имеются участки, где залегает только один рабочий пласт.

Пласты в основном тонкие и средней мощности — от 0,6 до 2,5 м. Только в Гремячинском районе мощность пласта достигает 4,5 и более метров. Мощность пластов как по простиранию, так и по падению непостоянна.

Непосредственная и основная кровля представлена крепкими кварцевыми песчаниками, в некоторых случаях с небольшими прослойками глинистых песчаников. Кварцевые песчаники на ряде участков имеют выраженную слоистость. Глинистые сланцы получили незначительное распространение и на некоторых участках представляют ложную кровлю.

Пласты угля подвержены сильной тектонической нарушенности. Средний коэффициент тектонической нарушенности с разрывом сплошности составляет 0,04 (отношение нарушенной площади к общей отработанной площади) частота нарушений с разрывом сплошности, превышающей в 2—3 раза мощность пласта, в среднем равна 4,2 на 1 км поля по простиранию или падению. На некоторых участках (VII горизонт шахты № 2-Капитальная) она составляет по падению пласта 2,0—2,5 на 100 м. Частота нарушений с меньшей амплитудой достигает 15—20 на 1 км поля.

Угленосная толща перекрывается визейскими известняками мощностью 400—700 м с объемным коэффициентом закарстованности от 0,5 до 8,0%, средне- и верхнекаменноугольными отложениями мощностью 240—400 м, сложенными в основном известняками и доломитами.

Вскрытие шахтных полей и нижних горизонтов на действующих шахтах в ряде случаев производилось наклонными стволами и уклонами, проходимыми по пластам угля. Откаточные штреки, как правило, проводились пластовыми. Наклонные стволы, уклоны и откаточные штреки охранялись целиками угля. Вентиляционные штреки на некоторых шахтах охранялись над- и подштрековыми целиками угля, размеры которых по восстанию (падению) составляли 25—30 м.

Ввиду ограниченного количества рабочих пластов отработка их в пределах этажа производилась догоняющими и встречными очистными забоями. В бассейне в основном применяются две системы разработки: сплошная и длинными столбами по простиранию.

Особенности строения, условия залегания угольных пластов и определенный порядок ведения горных работ обусловили появление горных ударов. Горные удары начали возникать при достижении горными работами глубины 200 и более метров от земной поверхности.

Горные удары, главным образом, проявлялись в целиках, охраняющих горные выработки, при подходе очистных работ к передовым выработкам, в зонах, расположенных под целиками угля на вышележащем отработанном пласте, в очистных забоях при глубине работ более 500 м ив породных подготовительных выработках на глубине более 800 м.

Первый горный удар зарегистрирован в 1944 г. К концу 1967 г. общее количество горных ударов достигло 400, из них в действующих горных выработках — 356.

В настоящее время на шахтах бассейна отрабатывается 14 шахтопластов опасных и 10 угрожаемых по горным ударам. Добыча угля с опасных и угрожаемых пластов в 1967 г. составила около половины всей добычи шахт комбината Кизелуголь.

В связи с тем, что техническая возможность и экономическая целесообразность отработки запасов угля в Кизеловском бассейне: установлена до глубины 1500 м, не подлежит сомнению, что количество шахтопластов, опасных по горным ударам, будет возрастать: большинство шахтопластов, которые в настоящее время считаются угрожаемыми, перейдет в категорию опасных.

Все это говорит о том, что в будущем, как и в настоящее время, при решении всех основных вопросов разработки месторождения в первую очередь должна учитываться опасность пластов по горным ударам.