Результаты исследований волнового характера опорного давления целиков и краевых частей угольных пластов

Разработка свит пластов приводит к образованию в толще пород большого количества зон повышенного горного давления, образованных влиянием опорного давления краевых частей массива и целиков, оставленных на соседних пластах. Наличие таких зон резко ухудшает состояние подготовительных и капитальных выработок при разработке свит пластов. В статье приводятся результаты проведенных наблюдений на участках подземных выработок угольных шахт Карагандинского угольного бассейна, находящихся под и над целиками и краевыми частями вышележащих угольных пластов. Если опорное давление под целиками и краевыми частями угольных пластов достаточно интенсивно исследовалось, то опорное давление над целиками и краевыми частями угольных пластов практически не изучалось. Результаты проведенных исследований показали, что во всех выработках, в которых проводились наблюдения, высота участка выработки, расположенного над целиком (краевой частью), изменяется волнообразно. Характер влияния опорного давления меняется в зависимости от удаленности выработки от источника этого давления и определяется коэффициентом подработки K_п. Длина полуволны опорного давления соответствует шагу вторичного обрушения основной кровли угольного пласта, на котором расположен целик (краевая часть). Результаты проведенных исследований показали, что во всех выработках, в которых проводились наблюдения, высота участка выработки, расположенного под целиком (краевой частью), изменяется волнообразно. В результате проведенных исследований выявлен волновой характер стационарного опорного давления, распространяющегося вдоль пласта, на котором расположена выработка, по закону затухающей синусоиды по мере удаления от источника опорного давления. При этом длина полуволны λ/2 соответствует мощности основной кровли над выработкой.

1. Ходырев Е. Д. Определение предельных размеров охранных угольных целиков и действующих в них напряжений. Наукові праці УкрНДМІ НАН України. 2010;(6):170–180.

2. Зборщик М. П., Грищенков Н. Н. Компьютерное моделирование геомеханических параметров отработки свит угольных пластов. Сб. науч. тр. НГА Украины. 1999;(7):3–7.

3. Грищенков Н. Н., Черняев В. И. Расчет и построение зон повышенного горного давления при многократной подработке и надработке угольных пластов. Горно-металлургические проблемы Донбасса: Сб. науч. тр. Донецк: ДонГТУ. 1995;(1):80–90.

4. Литвиновская Н. А. Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений из почвы при проходке подготовительных горных выработок в подработанном массиве соляных пород: автореф. дис. … канд. техн. наук. Пермь; 2011. 17 с.

5. Петухов И. М., Беляков П. К., Зубков В. В. и др. Оценка выбросоопасности угольных пластов в зо-нах повышенного горного давления. М.; 1987. 35 с.

6. Петухов И. М. Горные удары на угольных шахтах. СПб.; 2004. 238 с.

7. Калинин С. И., Лютенко А. Ф., Егоров В. П., Дъяконов С. Г. Управление горным давлением при разработке пологих пластов с труднообрушаемой кровлей на шахтах Кузбасса. Кемерово: Кемеровское кн. изд-во; 1991. 247 с.

8. Расчет и экспериментальная оценка напряжений в целиках и краевых частях пласта угля: метод. указания. Л.: ВНИМИ, 1973. 130 с.

9. Ходырев Е. Д. Построение зон ПГД на угольных пластах с учетом изменения горнотехнических и геологических факторов. Наукові праці УкрНДМІ НАН України. 2010;(7):64–75.

10. Рогачков А. В. Обоснование способов обеспечения устойчивости подготовительных выработок в зонах повышенного горного давления при разработке сближенных пластов: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб.; 2010. 20 с.

11. Черняк И. Л., Бурчаков Ю. И. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. М.: Недра; 1984. 300 с.

12. Кузяра В. И., Колесников В. Г., Комлев Е. С., Светличный В. Н. Закономерности формирования опорного давления впереди очистных забоев. Уголь Украины. 1990;(11):15–16.

13. Лис С. Н., Вареха Ж. П. Самоорганизация горного массива при техногенных воздействиях на не-го. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016;(7):237–250.

14. Рекомендации по рациональному расположению и креплению подготовительных выработок при технологии бесцеликовой выемки угольных пластов на шахтах Карагандинского бассейна. Караганда: КНИУИ; 1982. 40 с.