Ргр № 2. Оценка удароопасности угольных пластов и определение зон влияния разрывных и пликативных нарушений на формирование очагов горных ударов

Цель работы – изучение методики оценки удароопасности угольных пластов с учетом структурных особенностей.

Теоретические положения

На современном уровне знаний под горным ударом понимается явление хрупкого разрушения породы (угля, руды) в зоне предельного напряженного состояния краевой части пласта или целика, происходящее вследствие превышения скорости изменения напряженного состояния над максимально возможной скоростью пластического деформирования в данном месте.

Порода, разрушающаяся в форме горных ударов, должна обладать высокими упругими свойствами и быть склонной к хрупкому разрушению. Эти свойства породы определяют возможность накопления в ней вблизи выработок под действием горного давления больших запасов упругой энергий, которая может быть внезапно высвобождена при ее разрушении.

Причинами, вызывающими хрупкое разрушение породы, являются напряжения природного поля, перераспределяющиеся в процессе проведения горных выработок. Природное поле напряжений обусловливается действием на элементы массива пород многих силовых факторов, основными из которых являются силы гравитационного и тектонического происхождения [4].

Выполнение работы

Методика оценки удароопасности угольных пластов с учетом структурных особенностей рассматривается на примере разрыва и синклинальной и антиклинальной складок, так как это наиболее вероятное место вознокновения очага горного удара при подходе горных выработок к тектоническим нарушениям.

Порядок выполнения работы выглядит следующим образом.

1. Определение коэффициента удароопасности угольного пласта.

2. Определение ширины зоны тектонического влияния разрывного нарушения.

3. Определение ширины зоны тектонического влияния синклинальной и антиклинальной складок.

4. Определение размеров зоны повышенных напряжений разрывного нарушения.

5. Определение размеров зоны повышенных напряжений синклинальной и антиклинальной складок.

6. Изображение схемы расположения зон тектонического влияния и зон повышенных напряжений для разрыва и складок.

1. Определение коэффициента удароопасности угольного пласта

Уголь пласта относится к удароопасным, если отношение упругой относительной деформации ( ) к полной относительной деформации () больше или равно 70%, т.е. критерием удароопасности пласта угля является, отношение вида:

(2.1)

которое называется коэффициентом удароопасности.

Многочисленными натурными исследованиями, проведенными Сибирским филиалом ВНИМИ в Кузбассе, по оценке удароопасности угля различных пластов установлено, что коэффициент удароопасности зависит от прочности угля и эта зависимость имеет следующий вид:

- 12%, при 1< <8 (2.2)

_{К =} 90%, при 8< <20

где  – прочность угля на сжатие, МПа.

Известно, что угольные пласты, особенно мощные, состоят из пачек угля различной прочности. Поэтому коэффициент удароопасности мощных пластов, сложенных разнопрочными пачками угля, определяется по формуле (2.3):

(2.3)

где K_кр и K_сл – коэффициент удароопасности угля соответственно крепкой и слабой пачки, которые определяются непосредственно в натурных условиях или по формуле (2.2); m_сл – мощность слабой пачки угля; m – мощность пласта.