НПАОП 10.0-5.26-88 Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам

1.4. Для условий Печорского бассейна при одновременном соблюдении условий мощность междупластья h≥25 м, α≤30°, m≥1,3 м и управление кровлей полным обрушением допуска­ется принимать углы защиты δi, равными 90°.

1 5 Область восстановления опасных нагрузок (подзона I) на схемах б и в (см. рис. 5.1 и 5.2) образуется лишь при одно­временном соблюдении двух условий: α≥L1+L2 и b≥2L3.

Параметры Li (i=1, 2, 3), используемые для построения зоны восстанорления опасных нагрузок (подзоны I), защищен­ной зоны в кровле и почве, рассчитываются по формуле:

Li = βiLi ́(I=1,2,3)

Значения Lí определяются по номограмме (рис. 5.4). Напри­мер, при угле падения α = 45° значения L1́ = 185 м,L2́ = 220 м и L3́ = 200 м. В подзоне I вследствие восстановления опасного уровня нагрузок могут происходить горные удары, внезапные высыпания угля и другие динамические явления.

Рис. 5.4. Номограмма для определения

величин Ц (г = 1. 2, 3)

Величины допустимых опережений (минимального и макси­мального) очистным забоем защитного пласта горных работ на защищаемом пласте (см. рис 5.1 и 5.2) приведены в табл.5.3. В отдельных случаях с разрешения Комиссии по горным ударам при наличии экспериментальной оценки защитного действия плас­тов размеры защищенной зоны могут быть изменены.

Таблица 5.3*

** В таблице даны максимальные опережения при велении очистных работ по препиранию При ведении горных работ по падению (см рис 5.2) вместо ветичин L3 и φ3 принимают L1 и φ1 , а по восстанию — L2 и φ2

** Максимальные опережения следует определять при отходе очистного забоя от разрезной печи на расстояние более 2L3 (либо L1+L2 при ведении горных рaбот по падению или восстанию), но по времени не более 5 лет

1.6. У границ шахтного поля или охранных целиков угля, а также у геологических нарушений проведение разрезной печи на удароопасном пласте следует производить после определен­ного развития горных работ на защитном пласте.Минимальные параметры над- и подработки, при которых допускается начало работ по проведению разрезной печи на удароопасном пласте, показаны на рис. 5.5. Участок между разрезной печью и грани­цей барьерного целика следует отрабатывать очистным забоем от разр-езной печи как в зоне ПГД.

Рис. 5.5. Схема заложения разрезной печи на защищаемом пласте:

1 — линия створа с границей барьерного (охранного) целика, оставленного на защитном плас­те, 2 — разрезная печь, 3 — направление очистных работ

1.7. При разработке свиты пластов малой мощности (приmэф<m0) для расширения границ защищенных зон целесооб­разно применять повторные над- или подработки удароопасных пластов.В этом случае защищенная зона строится по схемам (рис. 5.6) от базового пласта, за который принимают разраба­тываемый пласт, ближайший к опасному. Размер SR определяют

рис. 5.6. Номограмма (а) и схема (б) к построению защищенной зоны при по­вторной надработке (подработке):

1— защитный пласт (базовый), 2—защитный пласт (дополнительный), 3 — удароопасный пласт

по номограмме (рис. 5.6), гдеmэф1 иmэф2,— эффективные мощ­ности, соответственно, базового пласта и дополнительного, ис­пользуемого для повторной над- или подработки;N= КmЭф2/m0, где К = 1,67 — 0,67hi/Si— степень влияния на дополнительный пласт зоны разгрузки от базового пласта.Значение N = 0 соот­ветствует влиянию одиночной разработки базового пласта.

1.8. При разработке мощных пластов с использованием опе­режающей выемки подкровельного защитного слоя размер за­щищенной зоны в почву находят умножением параметра 52, опре­деляемого по формуле п. 1.2, на коэффициент, определяемый по табл. 5.4.

Таблица 5.4

1 9. Параметры локальной выемки защитных пластов при надработке определяют в соответствии со схемами, показанны­ми на рис. 5.7.

В случае подработки размер защитной выемки определяют аналогично, но размер h2(h2́) заменяют на h1(h1́).

2. Построение зон повышенного горного давления

2.1. Зоны повышенного горного давления (зоны ПГД) фор­мируются под и над целиками и краевыми частями смежных угольных пластов свиты.

Целиком при построении зон ПГД называют часть угольного массива, наименьший размер которой L не превышает 2l, где l — ширина зоны опорного давления, определяемая по номограм­ме (см. рис. 4). Если указанный размер больше 2/, то речь идет о краевой части угольного массива.

Построение границ зон ПГД на разрезе вкрест простирания пластов и по простиранию выполняют в соответствии с рис. 5.8.

2.2. Размеры зон ПГД в кровлю d1 и в почву d2 (в метрах) от краевой части определяют в зависимости от размеров выра­ботанного пространства α и глубины разработки H по табл. 5.5.

При отработке этажей без целиков или при оставлении меж­этажных целиков размером по падению менее величины 0,1l за величину а принимают суммарную ширину выработанного прост­ранства; при размерах целика более 0,1 l за величину а прини­мают наклонную высоту этажа.

Рис. 5.7. Схемы к определению параметров локальной защитной выемки;

а — защита горизонтальной выработки на опасном пласте, б — защита на клонной выработки на опасном пласте, в — защита забоя квершлага, гтрово димого по удароопасной породе, 1 — опасный пласт, 2 — .защитный пласт, 3- удароопасная порода

Рис. 5.8. Схемы к построению зоны ПГД:

а — на разрезе вкрест простирания пластов, б — на разрезе по простиранию пластов 1 — зона ПГД

Таблица 5.5

При α <100 м величины d1 и d2 принимают равными их зна­чениям для α =100 м, а при α α > 250 м параметры d1 и d2 при­нимают равными значениям для α = 250 м.

Значения углов δ1, δ2, δ3 и δ4 берут из табл. 5.2.

При построении зоны ПГД в сечении по простиранию углы δ1 (δ2) и δ3 (δ4) принимают, соответственно, равными 80° и 75°.

2.3. При построении зоны ПГД от целиков (рис. 5.8) разме­ры d1 и d2 рассчитывают умножением соответствующих для крае­вой части величин d1 и d2 на коэффициент К, учитывающий ши­рину целика L и определяемый по табл. 5.6.

Таблица 5.6

В этом случае за глубину H принимают расстояние от ниж­ней кромки целика до земной поверхности, а за размер а — мак­симальный размер выработанного пространства, прилегающего к целику (при α> 250 м принимать α = 250 м). От целиков ши­риной L, менее 0,1l зоны ПГД не строятся.

От целиков с изменяющейся шириной значение I определяют следующим образом Если в наиболее широкой части L< l, то за размер целика принимают его наибольшую ширину. Если в наиболее узкой части L>l, то за размер целика принимают его наименьшую ширину. Если в наиболее широкой части L> l, а в наиболее узкой L<l, то размер целика L принимают равным ширине зоны l.

2.4. В случае наложения зон ПГД от нескольких краевых частей или целиков соседних пластов на один и тот же участок рассматриваемого пласта построение зон ПГД производится отдельно от каждой краевой части или целика по принципу, положенному в основу схемы (см. рис. 5.8)

2.5. Наиболее опасна в отношении динамических явлений ситуация выхода очистного забоя из зоны ПГД в защищенную. Горные работы следует планировать так, чтобы переход створов осуществлялся в направлении из защищенной зоны в сторону зоны ПГД. В отдельных случаях (с разрешения технического директора объединения) допускается переход створов в направ­лении защищенной зоны при условии применения мер предотвра­щения горных ударов с расстояния / до подхода к границе зо­ны ПГД.

2.6. Определение степени влияния зоны ПГД и выбор спо­соба ведения горных работ при разработке удароопасных плас­тов в ней производится в соответствии с табл. 5.7.

Таблица 57

2.7. В районах влияния ранее оставленных целиков и крае­вых частей по смежному пласту угля (участки d на рис. 5.9) ши­рину защитной зоны следует принимать равной 1,3n(при d = 0,4h2, но не менее 5 м и не более 25 м).

Рис. 5.9. Схема определения зон влияния участков пласта d. при надработке и под­работке

3. Пример построения зон ПГД и выбора комплекса мер

 

Определение параметров зон ПГД и выбор комплекса мер безопасности в этих зонах производят в следующей последова­тельности:

По номограмме (рис. 4) с учетом глубины горных работ Н и мощности влияющего пласта т определяют ширину зоны опор­ного давления в плоскости пласта l

Для краевых частей размеры зоны ПГД в кровлю d1 и почву d2 определяют по таблице 5.5 с учетом ширины выработанного пространства а и глубины горных работ Н.

При построении зон ПГД от целиков угля предварительно определяют минимальный размер целиков, подлежащих учету, и дополнительно величину коэффициента К, учитывающего ши­рину целика L. Для целиков переменной ширины параметр L определяют в соответствии с п. 2.3 Размеры зоны ПГД от це­ликов в кровлю и почву рассчитывают умножением табличных значений d1 и d2 на коэффициент К (см. табл. 5,6).

С учетом установленных размеров зон ПГД в кровлю d1 и почву d2 и значений углов δ1, δ2, δ3, δ4 (см. табл. 5.2) в соответ­ствии со схемой (см. рис. 5.8) производят построение зон ПГД на разрезах по простиранию и падению пластов. Полученные границы зон ПГД в плоскости удароопасного пласта переносят на планы горных работ.

В зависимости от степени влияния зон ПГД производят вы­бор комплекса мер безопасности при разработке пластов (см.

Ниже приведен пример расчета зон ПГД и выбора комплекса мер в этих зонах.

Исходные данные. Шахта

разрабатывает свиту пластов I, II и III (рис. 5.10). На вентиляционном горизонте защитного пласта I оставлен чежэтажный целик шириной L=15 м, очистной забой остановлен из-за геологиче­ского нарушения. Необходи­мо оценить влияние целика и краевой части пласта I на удароопасные пласты II и III

Рис. 5.10. Пример построения зон ПГД:

α — разрез вкрест простирания, б — разрез по простиранию

до начала их разработки и предусмотреть меры по предотвра­щению горных ударов.

Построение зон ПГД производится в определенной последо­вательности.

От целика. По номограмме (см. рис. 4) для условий разра­ботки пласта I (H = 770 м и m= 1 м) определяем размер зоны опорного давления l = 48 м. В соответствии с п. 2.3 прил. 5 ми­нимальный размер целика, подлежащего учету на этом пласте, составляет 0,1l= 4,8 м. Поскольку L= 15 м, то целик подлежит учету как источник ПГД. Для условий α = 150 м и Н = 770 м по табл. 5.5 принимаем d2=139 м. Отношение L/l = 15/48 = 0,3l.

Принимаем по табл. 5.6 К = 0,87 и вычисляем размер d2 зо­ны ПГД от целика I: d2 = 139x0,87= 121 м

От краевой части. Размер d2 принимаем из табл. 5.5 для H = = 910 м и α=150 м равным d2 = 144 м. Параметр l = 50 м (см. рис. 4).

Углы защиты δ3 и δ4 определяем по табл. 5.2: при α = 55° δ3 = 80° и δ4 = 70°

На разрезе по простиранию (см. рис. 5.10,6) углы защиты равны δ = 75°.

Строим зоны ПГД от каждого целика и краевой части и, срав­нивая значения d2 с расстояниями до удароопасных пластов II и III, оцениваем степень влияния зоны ПГД по табл. 5.7

Участок пласта II под целиком и краевой частью находится в зоне ПГД с I степенью влияния. Горные работы в этих зонах должны вестись как на особоопасных участках в соответствии с п. 6.2 Инструкции. На пласте III под целиком и краевой частью зоны ПГД имеют II степень влияния. При его разработке на этих участках прогноз степени удароопасности следует производить в соответствии с пп. 5.7 и 5.8 Инструкции.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

МЕТОДИКА ПРОГНОЗА СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ

УЧАСТКОВ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И КОНТРОЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

1. Прогноз степени удароопасности участков угольных пластов в процессе бурения шпуров

1.1. Для прогноза степени удароопасности и контроля эф­фективности мероприятий по выходу буровой мелочи из шпуров диаметром 43 ± 1 мм на участке угольного пласта определяют следующие показатели: выход буровой мелочи, ее крупность, сейсмоакустическую активность и естественную влажность угля. Регистрацию данных производят через каждый метр подвигания забоя скважины,

При появлении в пределах защитной зоны n сильных сейсмо-акустических импульсов, сопровождающихся зажатием бурово­го инструмента, бурение скважин следует прекратить, а участок отнести к I категории удароопасности.

Результаты шахтных измерений и их обработки заносят в журнал по форме, приведенной в настоящем приложении. В этом же журнале помещают сведения о параметрах противоударных мероприятий и эскизы выработок с привязкой точек определе­ния удароопасности.

Определение категории удароопасности по выходу буровой мелочи производят в соответствии с номограммой (см. рис. 6).

На каждом метре шпура измеряют объем (или массу) буро­вой мелочи, относят каждое измерение к середине интервала и откладывают на номограмме.

Для примера определена степень удароопасности участка пласта Соленый на шахте им. Артема ПО «Артемуголь». Резуль­таты выхода буровой мелочи представлены в табл. 61. Если хотя бы одна точка кривой выхода буровой мелочи попадает в I или II категорию, то участок пласта считается опасным по гор­ным ударам (рис. 6.1).

1.2. Прогноз удароопасности по показателю крупности бу­ровой мелочи выполняют в соответствии с номограммой (рис. 6 2). Проба буровой мелочи подвергается ситовому анализу для опре­деления процентного содержания крупного класса.

Таблица 6.1

Рис 6.1 Пример определения катего­рии удароопасности по выходу буровой мелочи

Рис 6 2 Пример установления категории удароопасности по показателю крупности

За показатель крупности принимается процентное содержа ние фракции класса более 2 или 3 мм в зависимости от физико механических свойств угля

В напряженных участках, несмотря на измельчение штыба на 2,5—4% на каждом метре, процентное содержание крупных фракции с глубиной скважины возрастает

Прогноз удароопасности участка производят по изменению процентного содержания крупного класса буровой мелочи по длине скважины За начальное значение содержания крупного класса буровой мелочи принимают его величину г0 на первом мет­ре скважины Показатели крупности на последующих интерва­лах скважины сравнивают с этим значением (r0 ±ri)

Для условий Кизеловского, Партизанского бассейнов и Баренцбургского месторождения за показатель крупности прини­мают процентное содержание класса крупности более 3 мм, для остальных бассейнов класс крупности должен быть более 2 мм

Исходные данные примера определения категории удароопас­ности по крупности штыба в охранных целиках на пласте Мощном шахты «Комсомольская» ПО «Воркутауголь» по результа­там замеров буровой мелочи крупностью более 2 мм приведены в табл 6. 2

Таблица 6.2

Определение степени удароопасности производят по номограмме рис 6 2

1 3 Прогноз степени удароопасности по сейсмоакустической активности производят в соответствии с номограммой (см рис 7), где по вертикали откладывают максимальную зарегистрирован­ную на данном метре амплитуду импульса

Участок оценивают как удароопасный, если хотя бы одна из полученных точек кривой сейсмической активности попадает в I и II категорию Регистрацию сейсмоакустической активности осу­ществляют переносной станцией ЭУ-7 конструкции ВНИМИ, в искробезопасном исполнении, датчик которой располагают на расстоянии 1—5 м от скважины и крепят с помощью клинового устройства, забиваемого в уголь, или к реперу, устанавливаемо­му в шпурах длиной 20 - 30 см

Возникающие при бурении скважин импульсы регистрируют по микроамперметру и одновременно прослушивают при помощи головного телефона

1 4 Прогноз степени удароопасности по изменению естест­венной влажности на Шурабском буроугольном месторождении производят в соответствии с номограммой (рис 63)

Отбор проб для определения влажности производят поинтервально через каждые 0,5—1 м С каждого интервала штыб хоро­шо перемешивают и набирают пробу с крупностью не более 1 мм

Рис. 6.3. Номограмма для установления категории удароопасности по изменению естественной влажности:

W¯ — среднеарифметическая из всех единичных показателей влажность, определяемая через интервалы 0,5 м на ширине защитной зоныn;WКР — влажность угля, соответствующая сте-пени его водонасыщения 0,85, Х1 — расстоянние от обнажения пласта до участка с мини мальной влажностью угля При контроле эф фективности_ мероприятий участки пласта со значениемW¯ \WКР=<0,9 относят коIIкатего­рии удароопасности независимо от величины