РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, НАХОДЯЩИХСЯ В ЗОНАХ ПОВЫШЕННЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

1. Зоны ППГД образуются в области концентрации напряжений в массиве пород от целиков и краевых частей, оставленных при разработке смежных участков или пластов.

Построение параметров этих зон отличается от зон ПГД.

В отличие от зон ПГД, зоны ППГД не опасны по горным ударам, выбросам угля (породы) и газа.

2. Основными параметрами зоны ППГД являются: дальность влияния по нормали от отрабатываемого пласта в кровлю (h_бп) и почву (h_бн), соответственно при подработке и надработке (рисунок 1 настоящего приложения), протяженность зон влияния кромки пласта в направлении выработанного пространства (l_п и l_н), протяженность влияния кромки пласта в направлении массива угля (l_пм и l_нм).

3. Дальность влияния кромки пласта (краевой части или целика) определяется по формулам:

в кровле ; (1)

в почве , (2)

где l_ост – ширина зоны остаточного опорного давления, м, определяемая по формуле

, (3)

где k_кр – коэффициент, учитывающий обрушаемость основной кровли влияющего пласта, равный 0, 8; 1, 0; 1, 2 соответственно для легко-, средне- и труднообрушающейся кровли;

R_с.ср – средневзвешенная прочность на сжатие вмещающих горную выработку пород, МПа;

К¹ – коэффициент размерности, равный 1, МПа/м;

m_в – вынимаемая мощность пласта, м;

h– коэффициент, учитывающий процентное содержание песчаников в породах междупластья, выраженный десятичной дробью.

При движущемся очистном забое ширина зоны опорного давления увеличивается в 1, 5 раза.

Рис. 1. Зона ППГД от краевой части пласта

 

4. Положение границы зоны ППГД в направлении выработанного пространства определяется расстояниями l_п (при подработке) и l_н (при надработке) вычисляемыми по формулам

в кровле ; (4)

в почве , (5)

где h_п и h_н – расстояние от влияющего пласта до горной выработки в кровле и в почве, м.

5. В направлении массива угля положение границы зоны ППГД определяется в зависимости от указанных выше величин по формулам

в кровле ; (6)

в почве . (7)

6. В таблице № 1 настоящего приложения приведены значения ширины зоны остаточного опорного давления в диапазоне глубин 300–900 м и мощности пласта 1, 0–4, 5 м.

7. Смещения пород в горных выработках, проводимых после отработки сближенного пласта, и, расположенных в зоне ППГД от краевой части смежного пласта (U, мм) определяются по формуле

, (8)

 

где U₀ – смещение пород в горных выработках, не испытывающих влияния зон ППГД, мм, определяется в соответствии с приложениями 4, 8, 9, 15, 19 настоящей Инструкции.

К_i – коэффициент увеличения смещений пород кровли горных выработок в зонах ППГД или их снижения в зонах разгрузки. Для горных выработок, расположенных в надработанном массиве К_i = К_рн., в подработанном массиве К_i = К_рп.

Таблица № 1

Ширина зоны остаточного опорного давления, l_ост, м.

 

Н, м	m, м	Ккр	Rс, МПа	Н, м	m, м	Ккр	Rс, МПа
	1, 0	0, 8					1, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
2, 0	0, 8				2, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
3, 0	0, 8				3, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
4, 5	0, 8				4, 5	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
	1, 0	0, 8					1, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
2, 0	0, 8				2, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
3, 0	0, 8				3, 0	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2
4, 5	0, 8				4, 5	0, 8
1, 0				1, 0
1, 2				1, 2

 

В горных выработках, расположенных в зоне ППГД, расчет смещений пород проводится с учетом их местоположения относительно проекции кромки краевой части. На рисунке 2 настоящего приложения показана схема влияния краевой части на массив.

8. Коэффициент изменения смещений относительно U₀ имеет максимальное значение на проекции кромки пласта (К_кпи К_кн) в точках А и А ′ .

На расстоянии l_пм и l_нм в сторону массива коэффициент равен 1, 0 (точки Б и Б ′ ), на расстоянии l_п и l_н в сторону выработанного пространства К_рн и К_рп меньше единицы.

9. Величины коэффициентов К_кп и К_кн при расположении горной выработки над или под кромкой отработанного угольного пласта определяются по рисуноку 3 настоящего приложения. Значения коэффициента разгрузки при подработке (К_рп) находятся по таблице № 2 настоящего приложения, при надработке (К_рн) – по таблице № 3 настоящего приложения.

Рис. 2. Схема влияния на формирование зон Ппгд краевой части пласта:

К –коэффициент смещений пород от влияния кромки пласта, К_кп, К_КН – коэффициенты увеличения смещений пород над и под кромкой пласта (точки А, А ′ ), К_рп, К_рн – коэффициенты разгрузки в подработанном и надработанном массиве, l_пм, l_нм– протяженность влияния кромки пласта в направлении массива угля, l_п, l_н – протяженность зон влияния кромки пласта в направлении выработанного пространства, h_п, h_н – расстояние от влияющего пласта до горной выработки в кровле и в почве.

Рис. 3. График определения К_кп и К_кн при заложении горной выработки над или под кромкой пласта на расстоянии h_Н или h_П при соответствующих значениях h_БН или h_БП

10. Закономерность изменения коэффициента смещений K_i принята линейной в промежутках между точками на отрезках БА и АВ в подработанном массиве, точками Б′ А′ и А′ В′ в надработанном массиве. Величина коэффициента K_i определяется графически по рисунку 2 настоящего приложения.

Аналитически коэффициент K_i для надработанного массива при расположении горной выработки со стороны выработанного пространства (при x_i £ l_Н) _i определяется по формуле:

. (9)

Таблица № 2

Значения коэффициента разгрузки при подработке К_рп

Содержание песчаника в толще, %	Величина Крп при hп, м
До 50	0, 52	0, 53	0, 54	0, 58	0, 60	0, 64	0, 68	0, 73	0, 83	0, 80	0, 88	1, 0
51–75	0, 58	0, 60	0, 61	0, 62	0, 64	0, 66	0, 69	0, 73	0, 83	0, 86	0, 90	1, 0
76–100	0, 65	0, 66	0, 67	0, 68	0, 70	0, 72	0, 75	0, 78	0, 82	0, 87	0, 92	1, 0

Таблица № 3

Коэффициент разгрузки при надработке К_рн

hн, м
Крн	0, 40	0, 50	0, 65	0, 80	0, 90	0, 95	0, 97	1, 00

При расположении горной выработки со стороны массива (при х_i £ l_нм)

(10)

Для подработанного массива при определении коэффициента K_i в формулы 9–10 настоящего приложения подставляются соответственно К_кп, К_рп, l_п, l_пм.

11. При расположении горных выработок под (над) неразрушенным целиком угля смещения пород в них, U, мм, определяются по формуле:

, (11)

где U₀ – смещение пород в горных выработках не испытывающих влияния зон ППГД, мм, определяется в соответствии с приложениями 4, 8, 9, 15, 18 настоящей Инструкции. К^ц_i – коэффициент изменения смещений в зоне влияния неразрушаемого целика.

Ширина неразрушаемого целика определяется по формуле

, (12)

где в_ц – минимальная ширина неразрушаемого целика, м;

k_кр – коэффициент влияния основной кровли пласта, на котором оставлен целик, равный 0, 8 для легкообрушающейся кровли, 1, 0 для сренеобрушающейся кровли и 1, 2 для труднообрушающейся кровли;

Н – глубина залегания целика от поверхности, м;

R_у– прочность угля целика на одноосное сжатие, МПа;

m_в – вынимаемая мощность, м.

12. Минимальная ширина неразрушаемого целика в_ц определяется по рисунку 4 настоящего приложения.

Рис. 4. Номограмма для определения минимальной ширины неразрушаемого целика

Для графического определения коэффициента увеличения смещений во всей области влияния целика на рисунке 5 настоящего приложения в произвольном масштабе построен влияющий пласт с целиком, ширина которого удовлетворяет условию в_ц £ в< 2l_ост. На расстояниях h_п и h_н параллельно влияющему пласту проведены оси выше- и нижерасположенных горных выработок. С левой стороны рисунка перпендикулярно оси горной выработки, построена шкала значений коэффициента увеличения смещений К_i. Через кромки целика проведены вертикальные линии, от которых отложены расстояния l_п и l_н, на их концах отложены коэффициенты изменения в начальных точках зоны К_рп и К_рн и в створе с кромкой целика К_кп и К_кн. Все перечисленные выше расстояния и коэффициенты определяются по формулам и графикам, приведенным выше, при анализе влияния краевой части пласта.

Рис. 5. Графики для определения коэффициента изменения смещений пород в горных выработках над и под целиком

13. Коэффициенты увеличения смещений пород от целика для горных выработок, попадающих над или под его кромку, и определяются по формулам:

; (13)

. (14)

14. Коэффициенты увеличения смещений и на участках горных выработок, попадающих над или под центр целика (точки О и О₁), определяют соответственно по формулам:

; (15)

. (16)

15. Полученные коэффициенты изменения смещений пород в горных выработках, расположенных в частях зон ППГД, используются для определения ожидаемых смещений кровли по формуле 8 настоящего приложения. Дальнейший расчет параметров анкерной крепи ведется в соответствии с настоящей Инструкцией.

16. Анкерная крепь в зонах ППГД на удароопасных пластах должна применяться с обязательным выполнением мероприятий по приведению угольного пласта в неудароопасное состояние.

 

___________________________

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: