Основные факторы, влияющие на проявления горного давления

В очистных забоях и выработках

 

Величина и характер проявления горного давления в выработках и очистных забоях зависят от ряда горно-геологических и горнотехнических факторов.

 

К горно-геологическим факторам можно отнести:

 

а) структуру (размер, форма, способ срастания частиц) пород в массиве, а также текстуру пород (сложение или строение пород);

б) физико-механические свойства горных пород;

в) глубину залегания пласта;

г) обводненность пород;

д) мощность пласта.

 

К горнотехническим факторам при проведении выработок можно отнести:

а) способ проведения выработки. Лучше комбайновый способ, так как тогда образуется меньше неровностей в контуре, чем при буровзрывном способе. Неровности вызывают перераспределение напряжений в породах вокруг выработки и обычно приводят к их повышению;

б) форму и размер поперечного сечения выработки. Предпочтительнее круглая и арочная формы. При прямоугольной и трапециевидной формах в углах выработки концентрируются повышенные напряжения;

в) наличие сближенных выработок на расстоянии друг от друга менее ширины зоны опорного давления вокруг них. При таком расположении выработок они взаимно влияют друг на друга опорными давлениями, что отрицательно сказывается на их устойчивости;

г) механическую характеристику крепи. Податливая крепь лучше жесткой, особенно при работе в зонах с повышенным горным давлением.

 

К горнотехническим факторам при ведении очистных работ в лавах механизированными комплексами можно отнести:

а) способ выемки (валовый, селективный);

б) схему работы комбайна в лаве (односторонняя, челноковая);

в) ширину призабойного пространства;

г) тип и несущую способность забойной крепи;

д) схему передвижку крепи (последовательная – после выемки полосы полезного ископаемого, одновременная – впереди или позади комбайна, ведущего очистную выемку);

137

е) скорость подвигания лавы.

Динамические проявления горного давления: микроудар, толчок, стреляние пород

При ведении горных работ происходят изменения в напряженном состоянии пород и возникает горное давление, могущее вызывать динамическое явление – горный удар.

Горные удары в зависимости от силы и условий проявления сопровождаются:

 - сильным треском со стрелянием пород, выбросом или выдавливанием в выработку полезного ископаемого (иногда породы);

- сильной деформацией крепи выработок;

- воздушным толчком с образованием пылевого облака;

- сотрясениями, распространяющимися в окружающих породах в виде сейсмических волн, ощущаемых на земной поверхности;

- выделением природных газов, чаще всего метана.

Ярко выраженных признаков, предшествующих горным ударам, нет. Иногда за несколько суток перед горным ударом наблюдается:

 - увеличение горного давления;

- пучение почвы;

- замедление в опускании пород кровли;

- ослабление отжима полезного ископаемого;

- прослушивание шумов в глубине массива и др.

 

Частота и интенсивность горных ударов возрастают с переходом горных работ на бóльшие глубины и зависят от:

 - физико-механических свойств полезного ископаемого и боковых пород;

- мощности пласта и слоев кровли;

- способов выемки;

- геологических нарушений.

В том случае, когда горный удар происходит с небольшой силой и не приводит к видимым деформациям крепи, выбросу или выдавливанию полезного ископаемого или пород в выработку, его называют микроударом.

 

Особенности проявления горного давления на больших глубинах. Горный удар

 

138

На больших глубинах напряжения в окружающих выработки породах существенно возрастают, поэтому повышается вероятность достижения ими критического предела и возникновению горного удара (смотри раздел 8.2).

Горные удары представляют собой динамические явления, возникающие в горных выработках. Они происходят внезапно, чаще всего без предупредительных признаков и представляют большую опасность. Обычно горные удары сопровождаются звуковыми эффектами, выбросом или выдавливанием полезного ископаемого и породы, разрушением крепи выработки, сотрясениями, которые на земной поверхности проявляются как землетрясение. Чаще всего горные удары происходят на пластах с крепкими полезными ископаемыми, углями и крепкими боковыми породами, которые могут выдерживать большие нагрузки без разрушения, то есть находятся в состоянии перенапряжения с большим количеством упругой энергии. При достижении предельных величин нагрузки происходит мгновенное разрушение полезного ископаемого и пород.

С углублением горных работ способы и параметры очистной выемки необходимо изменять:

- переходить на системы разработки с частичной или полной закладкой выработанного пространства;

- уменьшать площадь поддерживаемого призабойного пространства;

- применять усиленную крепь в подготовительных и капитальных выработках;

- применять механизированную крепь с повышенной несущей способностью в очистных забоях.