НПАОП 00.0-5.33-80Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях (объектах строительства подземных сооружений), склонных к горным ударам

Рис. 2. Номограммы для определения параметров камуфлетного взрывания ряда шпуров (вес патронов ВВ 0,2 кг):

1— относительная длина заряжаемой части скважины; 11— расстояние до максиму напряжений, м

параметры камуфлетного взрывания определяются с помощью номограммы (рис. 2), если они не регламентированы Указаниями.

Для создания защитной зоны в призабойной части очистных и подготовительных выработок глубина шпуров (скважин) должна быть не менее n+ b, где n— минимально допустимая ширина защитной зоны, b— подвигание забоя за цикл или несколько циклов проходки.

Расстояние между шпурами (скважинами) — V, длина заряда и режим взрывания регламентируются Указаниями. Допускается взрывание камуфлетных шпуров совместно со шпурами по отбойке породы.

35. Камуфлетное взрывание с компенсационными шпурами и скважинами применяется для разгрузки краевых частей и целиков на участках, где требуется свести к минимуму вредное воздействие взрыва, а также для создания разгрузочных щелей. Компенсационные скважины и шпуры могут быть использованы и в предыдущих схемах (см. рис. 1). В этом случае камуфлетные и компенсационные скважины (шпуры) чередуются, как это показано на рис. 3. При

Рис. 3. Схеиа применения камуфлетных компенсационных скважин:

1 — камуфлетный шпур. 2 — компенсационная скважина

определении параметров камуфлетного взрывания с компенсационными скважинами учитываются требования п. 34. Расстояния между камуфлетными и компенсационными скважинами (шпурами) определяются по табл. 1*. Длина заряда камуфлетных шпуров и скважин должна быть не менее ширины защитной зоны п.

Рекомендуется увеличивать диаметр компенсационных скважин (шпуров). Расстояния между скважинами (шпурами) в этом случае могут быть увеличены.

36. Камуфлетное взрывание по рядам и пучкам скважин рекомендуется для снижения тектонических напряжений на участках, опасных по горно-тектоническим ударам, по типовой схеме (рис. 4).

* Параметры камуфлетного взрывания (в том числе с компенсационными скважинами) могут приниматься на основании экспериментальных данных и регламентироваться Указаниями

Таблица 1

Примечание. Таблица составлена для условии равенства диаметров камуфлетных и компенсационных скважин. Коэффициент разрыхления принят равным 1,15. Средние значения исходных напряжений 75 МПа, средний модуль упругости пород 105 МПа, допускаемые (безопасные) напряжения приняты 70% от исходных.

Расстояние между пучками (рядами) скважин, вес заряда и направления бурения скважин определяются экспериментально и регламентируются Указаниями.

Рис. 4. Схема расположения скважин вблизи тектонического нарушения:

1 — проектируемый горвзонт; l зар≤ 0,75Lскв

Целью таких взрывов является разрушение жестких связей между бортами тектонических нарушений, являющихся концентраторами напряжений.

Если известно направление подвижек пород в тектонических нарушениях, то скважины должны пробуриваться перпендикулярно направлению подвижек.

37. Сотрясательное взрывание, предназначенное для инициирования горных ударов, должно производиться при отсутствии людей в опасной зоне, определяемой проектом. Одним из видов сотрясательного взрывания могут являться массовые взрывы.

ПРОВЕДЕНИЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ

КАПИТАЛЬНЫХ И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ. СКЛОННЫХ К ГОРНЫМ УДАРАМ

38. При проектировании, строительстве и эксплуатации шахт на месторождениях, склонных к горным ударам, должны соблюдаться следующие требования:

возведение податливых крепей, крепей поддерживающего, распорного или ограждающего Типов, а также комбинированных крепей, штанговой крепи с элементами податливости;

придание выработке полигональной формы поперечного сечения;

прекращение или временное исключение из эксплуатации горных выработок, опасных по горным ударам;

перевод удароопасных выработок на проходку электроогневым способом взрывания или с помощью электродетонаторов, а также используя машины с дистанционным управлением;

регламентация во времени и пространстве технологических процессов и способов предотвращения горных ударов;

ограничение проведения выработки в зоне опасного влияния опорного давления от очистных работ;

осуществление прогноза удароопасности по трассам выработок и контроля степени удароопасности призабойных частей.

39. Основные горизонтальные и наклонные выработки околоствольных дворов, включая камеры, как правило, должны ориентироваться вдоль направления действия максимального горизонтального напряжения нетронутого массива.

40. Проведение выработок на месторождениях, опасных по горно-тектоническим ударам, должно осуществляться после выполнения следующих профилактических мероприятий:

крепление выработок, предотвращающее обрушение пород кровли и боков, создание устойчивых форм, бурение разгрузочных щелей и скважин, контурное взрывание. Предпочтение должно отдаваться податливым типам крепи:

приведение выработок Iи IIкатегорий удароопасности в неудароопасное состояние;

крепление выработок в соответствии с горно-геологическими, горно-техническими условиями и степенью удароопасности;

Тип крепи, отставание постоянной крепи от забоя и протяженность участков выработок, требующих крепления, регламентируются Указаниями.

41. Подготовительные выработки, как правило, должны проходиться вне зоны опорного давления от очистных работ. Допустимое расстояние от фронта очистных работ регламентируется Указаниями. При проектировании это расстояние следует принимать не менее 40 м.

42. Если сечению выработки необходимо придать полигональную (шатровую) форму, то вершину угла (шатра) следует располагать в местах характерных разрушений выработки (стреляние, шелушение и др.). Варианты полигональной формы поперечного сечения выработок приведены на рис. 5.

Рис. 5. Полигональная форма выработок при расположении мест разрушения:

а— в кровле, б - в стенках; в — в забое; г — в сопряжении кровли со стенкой, а ≤100 о

43. Расстояние между ближайшими стенками параллельных выработок и камер различного назначения на удароопасных участках до глубины 1000 м, как правило, должно быть не менее 4а, где d— наибольший размер поперечного сечения большей выработки, а при глубине более 1000 м — не менее 5 d. В конкретных условиях, с учетом особенностей месторождения это расстояние регламентируется Указаниями.

44. При проходке и углубке стволов допускается отставание постоянной крепи от забоя не более 6 м. Проходка выработок непосредственно от ствола должна осуществляться после возведения временной или постоянной крепи в стволе.

Проходку выработок большого сечения рекомендуется производить поэтапно.

45. Сбойка двух выработок на участках, склонных к горным ударам, с расстояния между забоями 20 м должна вестись одним забоем.

46. Пересечение выработок должно осуществляться. как правило, под прямым или близким к нему углом

47. При проходке и углубке стволов на участках Iи IIкатегорий удароопасности рекомендуется применять передовые разгрузочные щели с таким расчетом, чтобы плоскость щели располагалась

перпендикулярно направлению действия максимального горизонтального напряжения.

В особо сложных условиях мероприятия то предотвращению горных ударов должна утверждать Комиссия.

При проведении выработок с применением щелевой разгрузки постоянная крепь должна возводиться с отставанием на расстояние не менее двух наибольших размеров поперечного сечения выработки.

48. При проведении камер большого сечения на участках Iи IIкатегорий удароопасности необходимо, наряду с передовой разгрузочной щелью, применять удлиненную штанговую крепь с элементами податливости в кровле и бортах призабойного пространства выработки.

Целесообразность и параметры удлиненной штанговой крепи регламентируются Указаниями.

49. Проходку горизонтальных выработок большого сечения рекомендуется производить, используя поэтапную выемку, предусматривающую первоочередную выемку, верхнего слоя с созданием в забое этого слоя и стенках выработок защитной зоны при наличии Iили IIкатегорий удароопасности.

Опережение линии забоя верхнего слоя относительно нижнего должно составлять не менее двух проходческих циклов.

ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ

50. Очистные работы в блоке (панели) на удароопасных и угрожаемых участках должны производиться в соответствии с техническим проектом и требованиями Указаний.

51. При составлении проектов очистных работ на удароопасных участках, учитывая конкретные геологические и горно-технические условия месторождения, должны соблюдаться требования:

первоочередная отработка защитных рудных залежей или слоев. в качестве защитной залежи (слоя) может отрабатываться наименее опасная по горным ударам залежь (слой);

общее развитие фронта очистных работ должно осуществляться в направлении от выработанных пространств на массив руды с минимальным количеством передовых выработок и без оставления удароопасных целиков;

при подходе очистного забоя к передовой выработке или к выработанному пространству, начиная с расстояния l(размер зоны опорного давления), обязательно производить прогноз степени удароопасности как в передовой выработке, так и со стороны движущегося забоя;

при Iи IIкатегориях удароопасности передовые выработки должны быть приведены в неудароопасное состояние на величину n, а со стороны очистного забоя — на величину n+ b

ширина целиков между очистным забоем и передовой выработкой (выработанным пространством), при которой необходимо

привести их в неудароопасное состояние по всей площади, определяется Указаниями или Комиссией:

отработка участков, находящихся в зоне влияния целиков, ранее оставленных на соседних (защитных) рудных телах (слоях), должна производиться после погашения этих целиков. Во время погашения целиков передвижение люден по выработкам, расположенным в зоне их влияния (над и под целиками), запрещается. Если погашение этих целиков невозможно, то горные работы в зоне их влияния должны производиться по специальном) проекту, утвержденному главным инженером предприятия.

В блоках рекомендуется применять разрезные щели с расположением длинной оси эллипса преимущественно по направлению действия максимальных горизонтальных напряжений.

52. Горные работы в выработках блоков (панелей) должны производиться после затухания процесса стреляния и интенсивного заколообразования, или если выполнено одно из следующих условий:

уборка руды (породы) в забое производится погрузочными машинами с дистанционным управлением или с расположением кабины машиниста, снабженной, защитным ограждением (козырьком), не ближе 4 м от ковша , другого погрузочного органа;

защита людей осуществляется временной предохранительной крепью.

53. При отработке месторождений, склонных к горным ударам, должно быть предусмотрено планомерное подвигание фронта очистных работ в пределах как шахтного поля (участка), так и месторождения в целом. Отступления от этого требования допускается с разрешения Комиссии.

54. При отработке мощных рудных тел (залежей) системами с этажным принудительным обрушением для защиты днищ блоков рекомендуется применять предварительную отбойку руды с последующей проходкой выработок доставки и выпуска.

55. При разработке удароопасных сближенных рудных тел рекомендуется в качестве защитного использовать наиболее протяженное и выдержанное по простиранию и падению рудное тело, первоочередную отработку которого следует производить без оставления целиков в выработанном пространстве. Если все рудные залежи на месторождении имеют незначительною протяженность в пределах отрабатываемого этажа, то опережающая защитная выемка обеспечивается последовательной отработкой отдельных близко расположенных залежей или слоев с перекрытием защищенных зон.

56. Безрудные зоны при опережающей отработке защитной залежи (залежей) следует разрушать с помощью камуфлетного взрывания рядов скважин, пробуренных в плоскости (или параллельно! защитной залежи.

В случае оставления целиков на защитном рудном теле отработка участков, находящихся в зоне влияния этих целиков, производится в соответствии с требованиями п. 51.

57. При слоевой системе разработки мощных рудных тел с закладкой выработанного пространства следует осуществлять опережающую отработку защитного слоя по кровле или почве рудной залежи.

58. Опережение отработки защитного рудного тела (слоя) по простиранию для защиты очистных выработок должно быть не менее расстояния по нормали от него до защищаемого рудного тела (слоя).

59. Разработку крутопадающих мощных рудных тел рекомендуется производить преимущественно системой одностадийного этажного или подэтажного принудительного обрушения с отбойкой руды на зажатую среду.

60. При разработке мощных рудных тел (участков), опасных по горным ударам, в незащищенных зонах запрещается применять системы разработки с движением фронта очистных работ на выработанное пространство, в том числе по восстанию.

61. При разработке крутопадающих рудных тел средней мощности применять, как правило, системы подэтажного обрушения или подэтажных штреков (ортов) с отработкой подэтажей в нисходящем порядке, закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, торцевым выпуском руды (при использовании самоходной техники).

При использовании системы подэтажного обрушения применять полевую подготовку, позволяющую вести очистные работы от центра залежи к флангам, либо единым фронтом от одного фланга к другому.

62. Разработку пологих и наклонных рудных тел следует осуществлять преимущественно системами с закладкой или обрушением выработанного пространства без оставления удароопасных целиков.

63. Подвигание фронта очистных работ при разработке пологих и наклонных рудных тел следует осуществлять преимущественно от зон повышенной удароопасности, разломов, тектонических нарушений, зон концентрации напряжений. Эти зоны должны быть предварительно приведены в неудароопасное состояние или отработаны в первую очередь.

ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

64. Должностные лица, виновные в нарушении настоящей Инструкции и Указаний в зависимости от характера нарушений несут ответственность в административном, дисциплинарном или судебном порядке.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ (к п. 1. 7, 10)

Горный удар —представляет собой мгновенное хрупкое разрушение целика или краевой части массива, проявляющееся в виде выброса руды (породы) в подземные выработки с нарушением крепи, смещением машин, механизмов, оборудования и вызывающее нарушение технологического процесса. Удар сопровождается резким звуком, сильным сотрясением горного массива, образованием пыли и воздушной волной.

Горно-тектонический удар —мгновенное разрушение руды (породы) в глубине массива, проявляющееся в виде толчка, вызывающего хрупкое разрушение в выработках и целиках в форме горного удара. Горно-тектонический удар сопровождается сильным сотрясением массива, резким звуком, образованием пыли и воздушной волной. Такие удары можно определить только с помощью сейсмостанции, специально построенной на месторождении.

Микроудар —проявляется в виде хрупкого разрушения руды (породы) с выбросом в горные выработки, без нарушения технологического процесса и сопровождается звуком с сотрясением массива и образованием пыли.

Толчок — проявляется в виде хрупкого разрушения руды (породы) в глубине массива без выброса в горную выработку и сопровождается звуком, сотрясением массива, образованием пыли.

Стреляние — отскакивание от массива линзовидных и с острыми краями пластин различных размеров, сопровождаемое резким звуком.

Интенсивное заколообразование — возникновение заколов вслед за их оборкой. Оно происходит по ненарушенному массиву, не связано с его видимой трещиноватостью (слоистостью, сланцеватостью) и сопровождается звуком. При этом образуются и отделяются от обнажения плиты, по форме повторяющие контур выработки.

Шелушение — возникновение разрушения породы по контуру выработки на отдельные пластины, имеющие чаще всего чечевицеобразную форму с заостренными краями. Место шелушения в выработке выглядит «свежим* из-за постоянного осыпания пластин.

Сюда не относится шелушение некоторых типов пород, связанное с физико-химическими процессами.

Геодинамическое районирование горного массива — оценка его блочного строения и напряженного состояния для решения вопросов безопасной и эффективной разработки месторождений.

Метод геодинамического районирования включает в себя: выделение блочной структуры района расположения месторождения, установление динамического взаимодействия блоков, выделение тектонически напряженных зон, ориентировочную оценку направления действия и величины главных напряжений в блочной структуре, а также — разработку комплекса профилактических мер для безопасной и эффективной разработки месторождений.

Удароопасность месторождения или его части (опасность месторождения по горным ударам) — наличие на месторождении или участке месторождения необходимых и достаточных условий для возникновения горного удара, т. е. наличие удароопасных пород и уровня напряжений, при котором возможно хрупкое разрушение этих пород.

Региональный прогноз осуществляется в целях выделения удароопасных зон в пределах шахтного поля.

Региональный прогноз удароопасности основан на использовании автоматизированных систем непрерывного контроля горного давления и удароопасности (АСКТД и ГУ) и проводится путем измерения естественных сейсмических полей в инфразвуковом и сейсмоакустическом диапазоне частот. Прогноз позволяет выявить зоны возможного возникновения региональных горных ударов и максимально возможную в этих зонах энергию сейсмического явления, вид возможного разрушения, направление разрыва в очаге и время его возможного проявления.

Локальный прогноз — выполяется с целью определения степени удароопасности отдельных участков рудного (породного) массива, выработки, целика на основе геомеханических и геофизических методов.

Прогноз степени удароопасности — установление категории существующей опасности проявления горного удара в краевых частях массива и целиках. На основе прогноза степени удароопасности участки массива относятся к одной из трех категорий удароопасности.

Степень удароопасности определяется методами, регламентированными Указаниями.

Категория удароопасности — определяется по номограммам и зависит от уровня напряженности краевой части массива вокруг выработки в зоне максимума опорного давления и расстояния до этого максимума от обнажения.

Зона опорного давления — часть массива пород в пределах влияния очистных работ, в которой напряжения больше, чем в нетронутом массиве.

Зона разгрузки — часть массива пород в пределах влияния очистных работ, в которой напряжения меньше, чем в нетронутом

массиве.

Защищенная зона —часть зоны разгрузки, в пределах которой напряжения меньше, чем в нетронутом массиве на критической глубине по условию удароопасности.

Критическая глубина —глубина от земной поверхности начиная с которой при производстве горных работ возникают горные удары.

Защитное — рудное тело или его часть (слой), отработкой которых обеспечивается защита прилегающего массива пород (руд) от проявления горных ударов

Защитная зона —зона нарушенных или разгруженных горных пород вблизи контура выработки, препятствующая проявлению в ней горных ударов.

Угрожаемые и опасные по горным ударам месторождения шахты, участки выработок объединяются общим понятием — «склонные к горным ударам месторождения, шахты, участки выработок».

Сближенными рудными телами считаются рудные тела, попадающие в защищенную зону вследствие отработки одного из них.

Условные обозначения

1. ПЕРЕЧЕНЬ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ОБЪЕКТОВ ГОРНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА, СКЛОННЫХ К ГОРНЫМ УДАРАМ (к п. 3)