книги из ГПНТБ / Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне [коллектив. моногр

УДК 622.333:622.7

Г««. публичная

Муч*нмгехк*чес«ая <Мбяи«гака СССР

ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Канд. техн. наук М. И. Богданов, канд. техн. наук Д. И. Гоц, М. С. Елехов, докт. техн. наук Ю. И. Калимое (отв. редактор), канд. техн. наук В. Н. Левчук, В. И. Никонов (зам. отв. редак­ тора), Д. И. Разварим, А. А. Шуляковский.

Глава /

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

§1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

ИУПРАВЛЕНИЕ КРОВЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ИНТИНСКОГО

УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Характер разрушения горных пород во многом определяется их механическими свойствами, которые в значительной мере влияют как на формы проявлений горного давления, так и на параметры способов управления кровлей в очистных забоях.

При отработке пластов Десятого и Одиннадцатого Интинского месторождения применяются механизированные очистные ком­ плексы. В ряде случаев эксплуатация этих комплексов осложнена трудностями в управлении кровлей. Это приводит к возникнове­ нию аварийных ситуаций и снижению добычи угля.

Возникновение аварий чаще всего связано с наличием во вме­ щающих породах зон размыва непосредственной кровли пластов и замещением ее прочными песчаниками. Однако аварии могут иметь место также при расположении прочных массивных слоев песчаника и в основной кровле пластов. В подобных локальных зонах возможно проявление вторичных осадок кровли, носящих динамический характер и усложняющих нормальную эксплуатацию механизированных крепей.

Для нормальной эксплуатации выемочных механизированных комплексов необходимо решить вопросы, связанные как с предва­ рительным выбором объемов их возможного применения, так и отработкой тех участков шахтных полей, кровли которых можно классифицировать как трудноили весьма труднообрушаемые. Решить эти вопросы невозможно без изучения физико-механиче­ ских показателей вмещающего массива.

Необходимые в этом направлении исследования проведены ПечорНИИПроектом для кровель пластов Десятого и Одиннад­ цатого на полях шахт «Пионер», «Восточная» и «Капитальная»

3

комбината Интауголь. Заложены скважины и отобран керновый материал, из которого изготовлены образцы и определены их физико-механические свойства. Во время испытаний установлены

Пуассона р); плотностные (пористость т), объемный вес у); влагоемкость W .

Определение прочностных характеристик проведено с приме­ нением метода раскалывания образцов полуправильной формы (метод ИГД им. А. А. Скочинского), — упругих динамическим ме­ тодом при помощи аппаратуры типа ИПА.

По результатам испытаний рассчитаны вариационные показа­ тели прочностных параметров. Коэффициенты вариаций получены для соответствующих средних значений прочностных показателей по каждой серии проб. Для прочности пород на сжатие во всех случаях их значения не превышали 27,5%, на растяжение — 38,5%.

Усредненные значения физико-механических свойств горных пород Интинского месторождения и диапазон их варьирования при­ ведены в табл. 1.

Обследование пород кровли пластов Десятого и Одиннадцатого на поле шахты «Пионер» производилось по пяти скважинам, причем скважины № 1, 2, 3 и 4 пробурены в кровлю пласта Один­ надцатого, а скважина № 4 а — в кровлю пласта Десятого (рис. 1 и 2).

Из анализа полученных результатов видно, что кровли обсле­ дованных пластов на отдельных участках можно классифициро­ вать как труднообрушаемые. Это обусловлено, во-первых, выхо­ дом мощных слоев монолитных песчаников средней крепости в зоны непосредственной кровли пластов и, во-вторых, наличием достаточно мощных слоев песчаника высокой прочности в основ­ ной кровле. При этом существенно изменяются как прочностные, так и структурные характеристики пород кровли. Все это четко прослеживается в пределах одного выемочного участка, что сви­ детельствует и о соответствующей локальности классификации кровли в этих пределах.

На поле шахты «Восточная» в кровлю пласта Десятого про­ бурены скважины № 101 и 102. Данные о структуре и литологии кровли приведены на рис. 3. В данном случае имеет место значи­ тельная изменчивость как прочностных характеристик пород, так и структуры кровли. В целом кровли обследованного выемочного участка относятся к труднообрушаемым за счет выхода мощных слоев монолитных песчаников средней крепости в непосредствен­ ной близости к пласту.

Скважинами № 521, 522 и 523 обследованы кровля пласта Одиннадцатого на поле шахты «Капитальная». Строение кровли обследованного участка приведено на рис. 4. И в этом случае для пород кровли характерна существенная изменчивость как ме-

4

Уголь

ш Углистый, аргиллит

Дргиллит

Алевролит

W/M Песчаник

I ® I Разведочныескважины

Рис. 1. Геологические разрезы кровель пластов Десятого и Одиннадцатого на шахте «Пионер» (а) и схема заложения скважин (о)

Рис. 3. Геологические разрезы кровли пласта Десятого на шахте «Во­ сточная» (а) и схема заложения скважин (б)