2014-02-02
720
Механизм завала лавы
Завалы очистного забоя могут происходить разными способами и один из вариантов завала следующий:
1.Из-за увеличения горного давления повышается отжим угля, что ведет к увеличению ширины призабойного пространства. Причина роста горного давления – большая площадь обнажения основной кровли, что предшествует вторичной осадке основной кровли. В породах непосредственной кровли, под воздействием повышенного горного давления, возникают трещины горного давления. Трещины горного давления параллельны линии забоя лавы, наклонены в сторону забоя, из выработанного пространства лавы, под углом 75-87° (Рисунок 17).
2.По трещинам горного давления обрушаются плитчатые породы непосредственной кровли, образуя ложную кровлю.
3.В связи с обрушением ложной кровли крепь перестает доставать до породного массива (до кровли). Иногда ширина трещины достигает 3-5 см, а видимая высота – 10-15 м.
4.По трещинам горного давления призабойный блок В отделяется
от массива (блок А). Массив опирается на угольный целик. Блок В, через связку на концевых участках, передает свой вес на массив (на блок А). Связка – это зона отсутствия трещин горного давления. Блок В представляет собой полосу шириной около 5 м., длиной – вдоль забоя 30-60 м и высотой 10-20 м.
На центральном участке блок В начинает провисать, так как отсутствует контакт крепи с кровлей, что приводит к появлению трещин отрыва на концевых участках блока В. Связка блока В с массивом разрушается, блок В садится на крепь. В связи со смещением центра тяжести блока он разворачивается и начинает опираться на задний ряд стоек крепи, тем самым, наклоняя крепь вперед. Затем крепь перестает поддерживать блок В, происходит завал лавы из-за опускания этого блока пород.
Типичный переслой горных пород в угленосной толще. Существует определенная последовательность литологических типов горных пород в угленосной толще. Эта последовательность является следствием сезонных, климатических и ландшафтных изменений скорости водных потоков в водоемах (озерах, лагунах), и водотоках (реках,
|
|
Рисунок 18 – Схема развития завала забоя лавы. Блок А - массив, блок В отделился от блока А по трещинам горного давления. Трещины почти вертикальны, отрывного типа, раскрыты из-за высыпания мелких кусочков породы. Блок С связан с массивом (представляет собой единое целое с блоком А). D – это зона обрушения пород непосредственной кровли в отработанной пустоте лавы.
бороздинах – продолжениях рек в море в дельтовой зоне).
В угленосной толще встречается следующий ряд горных пород,
сменяющих друг друга по мере увеличения скорости водных потоков: уголь (зольность 3-8%) Þ углистый сланец (зольность 30-40%) Þ черепика (зольность 45-50%) Þ аргиллит Þ алевролит Þ песчаник Þ конгломерат. В условиях морского побережья, в лагунах с чистой, хорошо прогреваемой водой жили моллюски, из раковин которых накапливались известняки, которые по условиям скорости водных потоков соответствуют углям. При росте скорости водных потоков в таких лагунах накапливались известковые сланцы.
Рисунок 19 – Последовательная смена горных пород снизу - вверх из-за изменения скорости водных потоков на аллювиально-дельтовой равнине: в реках и озерах
Поскольку увеличение скорости водных потоков происходит относительно постепенно, и элементарные ландшафты сменяются постепенно (например, на смену русловым осадкам – пескам и галечнику, приходят осадки низкой поймы - алеврит песчанистый, затем высокой, поймы – глина алевритистая) то и переслаивание пород происходит вполне закономерным образом.
Так, обычно над угольным пластом последовательно залегают: углистый сланец Þ черепика Þ аргиллит Þ алевролит Þ песчаник Þ алевролит Þ аргиллит Þ черепика Þ углистый сланец Þ уголь.
Виды боковых пород. Выделение видов боковых пород в угленосной толще продиктовано горно-технологическими причинами. То есть виды боковых пород в инженерную геологию пришли из горного дела, обычно выделяют:
Непосредственную почву, залегающую непосредственно в почве угольного пласта и оказывающую влияние на ведение выемочных работ в лавах и в подготовительных выработках. Вредное воздействие происходит, если непосредственная почва весьма неустойчивая или просто неустойчивая, если сложена аргиллитами, углистыми аргиллитами, черепикой или углистым сланцем. Вредное воздействие выражается в подъеме почвы в лаве сразу после снятия стружки, или в проваливании в нее крепи в лаве, после выхода стоек крепи в рабочий режим. В подготовительных забоях влияние проявляется в пучении слабых пород, оставленных в почве выработки. Мощность непосредственной почвы от 1 см до 100 см. Может отсутствовать.
Основную почву, залегающую ниже непосредственной почвы. Основная почва может оказывать влияние на состояние подготовительных и капитальных горных выработок в процессе их эксплуатации. Это влияние заключается в постоянном пучении пород, если они малопрочные и трещиноватые. Мощность основной почвы под горной выработкой приблизительно равна ширине данной выработки.
Ложную кровлю, залегающую сразу над угольным пластом и самообрушающуюся при выемке угля. Мощность менее 1.2 м. Может отсутствовать.
Непосредственную кровлю, расположенную непосредственно над углем или над ложной кровлей, и обрушающуюся или сразу после задвижки крепи, или с зависанием в пустоте на расстоянии до 4-5 м. Может отсутствовать. Наибольшее расстояние от угольного пласта до верхней границы непосредственной кровли равно 8-10 m, где m – вынимаемая мощность угольного пласта.
Основную кровлю, расположенную над непосредственной кровлей и обрушающуюся с зависанием на расстояние более 5 м за крепью. Наибольшее расстояние от угольного пласта до верхней границы основной кровли равно 20 m, где m – вынимаемая мощность угольного пласта.
Надосновную кровлю, верхний контакт которой достигает высоты 40 m от угольного пласта (m-вынимаемая мощность угольного пласта). Надосновная кровля создает дополнительную пригрузку на основную кровлю, обрушается через 500 м подвигания забоя лавы от монтажной печи.
