П.А. Марченко Маркшейдерское обеспечение безопасности горных работ
.pdf
40
Рис. 12. Построение предохранительного целика под ручьем:
− изогипсы пласта Р1; |
|
− изогипсы пласта Р2; |
|
||
|
− изогипсы пласта Р3
41
2. Для водных объектов II группы при мощности глин (суглинков) Гк < 2 m и при m < 2 м безопасная глубина разработки под ручьем для одиночного верхнего пласта принимается
Нб |
= 0,7 |
m1 |
, |
(13) |
|
||||
1 |
|
εк2 |
|
|
|
|
|
|
|
где εк2 − показатель деформаций горных пород в основании водного
объекта II группы при безопасной глубине разработки одиночного пласта
εк2 = 6 ,4 10−3 КГ +11,1 10−3 = 12,89 10−3 .
Безопасная глубина разработки
Нб1 = 0,7 |
m1 |
= 54,31 m1 . |
12,89 10−3 |
3. При одновременной разработке свиты из трех пластов безопасную глубину разработки определяют по формуле
Нб |
= |
|
|
|
|
|
|
|
m1 |
|
|
|
|
|
, |
|
|
m1 |
− |
|
|
m2 |
− |
|
|
|
|
||||||
1+2+3 |
|
|
|
|
|
|
m3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
б |
|
Н |
б |
|
+ h |
|
Н |
б |
|
+ h |
|
|
|
|
|
|
|
|
+3 |
1−2 |
|
|
+3 |
1−3 |
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
1+2 |
|
|
|
1+2 |
|
|
|
||
где h1−2 , h1−3 – мощность междупластья (расстояние по нормали к на-
пластованию) соответственно между почвой первого (верхнего) и кровлей второго и третьего разрабатываемых пластов.
Из указанного выше выражения безопасную глубину разработки Нб1+2+3 определяют методом итераций.
За первое приближение принимается
Нб |
+3 |
= 54,31 ∑m = 54,31( 1,6 + 1,8 + 1,5 ) = 266,1 м. |
|||||||
1+2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда Нб |
|
= |
|
1,6 |
|
|
|
= 81,2 м. |
|
|
0,02946 − |
1,8 |
− |
1,5 |
|
||||
|
1+2+3 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
266,1 + 45 |
|
266,1 + 110 |
|
|
42
За второе приближение принимается полусумма предыдущих значений
|
Нб |
+3 |
= 0,5( 266,1 + 81,2 ) = 173,7 м. |
||||||
|
1+2 |
|
1,6 |
|
|
|
|
||
Нб |
= |
|
|
|
|
|
|
= 100,3 м. |
|
0,02946 − |
1,8 |
− |
1,5 |
|
|||||
1+2+3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
173,7 + 45 |
|
173,7 + 110 |
|
|
Вкачестве последующего приближения принимаем
Нб1+2+3 = 0,5( 173,7 + 100,3 ) = 137 м.
Нб |
= |
|
1,6 |
|
|
|
= 108 |
м. |
0,02946 − |
1,8 − |
1,5 |
|
|||||
1+2+3 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
137 + 45 |
|
137 + 110 |
|
|
|
В данном примере только после шестого приближения два предыдущих значения оказались близкими (126,5 и 127,7). Принимается
Нб1+2+3 = 126 м.
4.Вычисляют отметку горизонта безопасного ведения горных ра-
бот
Zб = Zп − Нб1+2+3 = 366 − 126 = 240 м.
Изогипсы пластов с отметкой 240 м отмечают на плане и принимают за границу целиков по падению для каждого пласта.
5. Отвод ручья, а также применение других мероприятий, позволяющих извлечь уголь под ручьем выше горизонта безопасной глубины, признаны нецелесообразными. В этом случае под ручьем необходимо оставить предохранительные целики.
За границы предохранительных целиков принимаем зоны опасного влияния водного объекта, которые строятся от линии максимального разлива ручья по углам разрывов.
Для Кузнецкого бассейна углы разрывов принимаются на 10° больше соответствующих углов сдвижения, но не более 90°.
Так как δ = 650; β = 480; γ = 650, то углы разрывов согласно п. 8.4 Правил охраны [10] для Р1 составят:
43
δ"1 = δ − ∆δц + 100 = 650 − 5 + 10 =700 . β"1 = β − ∆βц + 100 = 480 − 5 + 10 = 530 . γ"1 = γ − ∆γц + 100 = 600 − 5 + 10 = 650 .
Для Р2 : δ"2 = δ"1 + ∆δц =700 + 3 =730 . β"2 = β"1 + ∆βц = 530 + 3 = 560 . γ"2 = γ"1 + ∆γц = 650 + 3 = 680 .
Для Р3 : δ"3 = δ"1 + ∆δц =700 + 5 =750 . β"3 = β"1 + ∆βц = 530 + 5 = 580 . γ"3 = γ"1 + ∆γц = 650 + 5 =700 .
Так как объект имеет вытянутую форму и расположен диагонально к простиранию свиты пластов, для построения границ зоны опасного влияния используется способ перпендикуляров.
На плане (рис. 12) на контуре максимального разлива воды намечают характерные точки, в число которых включают точки на выходах пластов под наносы, на границах безопасного ведения горных работ и точки перегиба контура разлива воды − 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 1', 2', 3', 4',
5', 6', 7', 8'.
Для каждого примерно прямолинейного участка контура разлива воды определяют угол θ − острый угол между простиранием свиты пластов и границей разлива воды.
Вычисляют значение углов разрыва в диагональном направлении
(β")' и (γ")':
ctg( β" )' = 
ctg2 β" cos2 θ +ctg2δ" sin2 θ , ctg(γ" )' = 
ctg2γ" cos2 θ +ctg2δ" sin2 θ ,
и длину перпендикуляров q − в сторону восстания пласта и l − в сторону падения:
|
Hctg( β" )' |
|
|
Hctg(γ" )' |
|
q = |
|
, |
l = |
|
. |
1 +ctg( β" )' tgα cosθ |
1 −ctg(γ" )' tgα cosθ |
||||
Значения величин θ, ctg (β")' и ctg (γ")', а также вычисленные значения q и l приведены в табл. 12.
44
Таблица 12
Расчет длины перпендикуляров
Кон- |
θ, 0 |
ctg (β")' |
ctg (γ")' |
Точ- |
Н, м |
q' |
l' |
q', м |
l', м |
тур |
|
|
|
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пласт |
Р1 |
|
|
|
|
4-6 |
71 |
0,41282 |
|
4 |
15 |
0,388 |
|
5,8 |
|
|
|
|
|
6 |
75 |
|
|
29,1 |
|
6-8 |
78 |
|
0,36896 |
6 |
75 |
|
0,386 |
|
28,9 |
|
|
|
|
8 |
126 |
|
|
|
48,6 |
4'-6' |
75 |
|
0,38728 |
4' |
15 |
|
0,411 |
|
6,1 |
|
|
|
|
6' |
80 |
|
|
|
32,9 |
6'-8' |
78 |
0,39553 |
|
6' |
80 |
0,3776 |
|
30,2 |
|
|
|
|
|
8' |
126 |
|
|
47,6 |
|
|
|
|
|
Пласт |
Р2 |
|
|
|
|
2-3 |
72 |
|
0,31644 |
2 |
15 |
|
0,335 |
|
5,0 |
|
|
|
|
3 |
39 |
|
|
|
13,1 |
3-6 |
71 |
0,35343 |
|
3 |
39 |
0,334 |
|
13,0 |
|
|
|
|
|
6 |
118 |
|
|
39,4 |
|
6-7 |
78 |
|
0,31062 |
6 |
118 |
|
0,323 |
|
38,1 |
|
|
|
|
7 |
126 |
|
|
|
40,7 |
2'-3' |
72 |
0,35801 |
|
2' |
15 |
0,336 |
|
5,0 |
|
|
|
|
|
3' |
39 |
|
|
13,1 |
|
3'-6' |
63 |
|
0,32840 |
3' |
39 |
|
0,359 |
|
14,0 |
|
|
|
|
6' |
122 |
|
|
|
43,8 |
6'-7' |
86 |
0,33669 |
|
6' |
122 |
0,332 |
|
40,5 |
|
|
|
|
|
7' |
126 |
|
|
41,8 |
|
|
|
|
|
Пласт |
Р3 |
|
|
|
|
1-3 |
72 |
|
0,27855 |
1 |
15 |
|
0,293 |
|
4,4 |
|
|
|
|
3 |
92 |
|
|
|
27,0 |
3-5 |
71 |
0,31576 |
|
3 |
92 |
0,298 |
|
27,4 |
|
|
|
|
|
5 |
126 |
|
|
37,5 |
|
1'-3' |
70 |
0,31998 |
|
1' |
15 |
0,3013 |
|
4,5 |
|
|
|
|
|
3' |
92 |
|
|
27,7 |
|
3'-5' |
63 |
|
0,29030 |
3' |
92 |
|
0,314 |
|
28,9 |
|
|
|
|
5' |
126 |
|
|
|
39,6 |
Из характерных точек на линиях максимального разлива воды откладывают по нормали к этим линиям длины соответствующих отрезков q (в сторону восстания пластов) и l (в сторону падения). Получен-
45
ные точки соединяют плавными линиями, которые и определяют границы зон (предохранительных целиков) опасного влияния водного объекта по каждому пласту. Границей зоны опасного влияния со стороны падения каждого пласта является горизонт безопасной разработки −
+240 м.
CПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Временная инструкция по спуску воды из затопленных выработок для шахт комбината "Южкузбассуголь" МУП СССР Гос. каменноугол. комб. "Южкузбассуголь". − Новокузнецк, 1972. – 5 с.
2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа (РД 05-350-00) // Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах (сборник документов) / Кол. авт. − М.: Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000. −
С. 1-100.
3. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам (РД 05- 328-99) // Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах (сборник документов) / Кол. авт. − М.: Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора Рос-
сии, 2000. − С. 120-303.
4.Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок. − М.: Недра, 1996. − 48 с.
5.Инструкция по производству маркшейдерских работ. − М.: Не-
дра, 1987. − 240 с.
6.Методические указания по управлению горным давлением при
разработке сближенных пластов Донбасса с углом падения свыше 35° в зонах повышенного горного давления. − Л.: ВНИМИ, 1986. − 40 с.
7.Перспективные схемы использования защитных пластов на шахтах Кузнецкого, Карагандинского и Печорского бассейнов. − Л.:
ВНИМИ, 1983. − 168 с.
8.Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. − М.:
Недра, 1986. − 448 с.
9.Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых
шахт. − М.: Недра, 1976. − 303 с.
46
10. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождени-
ях. – СПб., 1998. − 291 с.
11.Рекомендации по определению безопасных условий выемки свит пластов под водными объектами. − Л.: ВНИМИ, 1987. − 67 с.
12.Указания по управлению горным давлением в очистных забоях под (над) целиками и краевыми частями при разработке свиты уголь-
ных пластов мощностью до 3,5 м с углом падения до 35°. − Л.:
ВНИМИ, 1984. − 60 с.
13.Указания о порядке и контроле безопасного ведения горных работ в опасных зонах. СПб.: ВНИМИ, 1994. − 28 с.
14.Справочное пособие для служб прогноза и предотвращения горных ударов на шахтах и рудниках / П.В. Егоров, В.В. Иванов,
В.В. Дырдин и др. − М.: Недра, 1995. − 240 с.
15.Расчетные методы в механике горных ударов и выбросов: Справ. пособие / И.М. Петухов, А.М. Линьков, В.С. Сидоров и др. − М.:
Недра, 1992. − 256 с.
16.Сборник нормативных материалов по маркшейдерскому и гео-
логическому обеспечению горных работ в угольной отрасли России. −
М.: ИПКОН РАН, 1998. − 783 с.
47 |
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................... |
1 |
ПРОГРАММА КУРСА.......................................……………............. |
1 |
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ............................................. |
3 |
Лабораторная работа № 1................................................................... |
3 |
Лабораторная работа № 2................................................................... |
12 |
Лабораторная работа № 3................................................................... |
18 |
Лабораторная работа № 4................................................................... |
21 |
Лабораторная работа № 5................................................................... |
25 |
Лабораторная работа № 6................................................................... |
33 |
CПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................... |
45 |
48
Составители Порфирий Аверьянович Марченко
Тамара Борисовна Рогова
МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ
Программа курса, индивидуальные задания и методические указания к лабораторным работам
для студентов специальности 090100 "Маркшейдерское дело" дневной формы обучения
Редактор З.М. Савина
Подписано в печать 21.04.03. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,50. Тираж 70 экз. Заказ ГУ КузГТУ
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГУ КузГТУ 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.