НПАОП 10.0-5.27-84 Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок

Приложение

к приказу Министра угольной

промышленности СССР

от 02.10.84 г. № 378

ИНСТРУКЦИЯ

ПО БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЮ

ГОРНЫХ РАБОТ У ЗАТОПЛЕННЫХ ВЫРАБОТОК

Москва 1984

Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок.

Л.: ВНИМИ, 1984. 66 с (М- во угольной пром -сти СССР Всесоюз ордена Трудовою Красною Знамени науч.- исслед. ин- т горн. геомех. и маркшейд дела)

Инструкция разработана ВНИМИ на базе «Временной инструкции по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок» при участии работников Минуглепрома СССР и Минуглепрома УССР, производственных объединений и органов Госгортехнадзора СССР В Инструкции учтены результаты исследовании ВНИМИ, выполненных в последние годы, опыт предотвращения прорывов воды в действующие горные выработки угольных шахт страны, замечания и предложения заинтересо ванных организаций по проекту Инструкции

Настоящая Инструкция является дополнением к «Правилам безопасности в уголь ных и сланцевых шахтах» Требования Инструкции, наряду с ПБ, являются обязательными при проектировании и проведении горных выработок вблизи затопленных вь работок, незатампонированных скважин и разрывных нарушений, пересекающих затопленные выработки

Ил. 16, табл. 1.

РАБОЧАЯ КОМИССИЯ

А. М. Навитний (руководитель), В. С. Зимич (заместитель руко-водителя), Б. Е. Готовцев, Б. С. Докукин, И. И. Добкин, Г. М. Кли­мов, А. С. Мерзон, П. П. Мохирев, А. И. Сошенко, Е. В. Терентьев, В. А. Швигаренко

©Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела ВНИМИ 1984.

ПРИКАЗ

МИНИСТРА УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Об утверждении и введении

в действие Инструкции

по безопасному ведению горных

работ у затопленных выработок

ПРИКАЗЫВАЮ:

1. Утвердить и с 1 января 1985 г ввести в действие Инструкцию по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок, согласованную с Госгортехнадзором СССР и ЦК профсоюза рабо­чих угольной промышленности, в дополнение и развитие соответ­ствующих требований Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах.

Институту ВНИМИ (т. Фисенко) обеспечить издание указанной Инструкции в количестве 3,0 гыс. экземпляров и направить ее всем производственным объединениям, шахтостроительным комбинатам, трестам, проектным и научно-исследовательским институтам и ор­ганизациям Министерства в срок до 20 ноября 1984 г.

2. Минуглепрому Украинской ССР, всесоюзным и производст­венным объединениям, комбинатам, трестам, предприятиям, проект­ным и научно-исследовательским институтам:

2.1. Организовать в срок до 1 января 1985 г. изучение Инструк­ции по безопасному ведению горных работу затопленных выработок руководящими и инженерно-техническими работниками угольной и сланцевой промышленности.

2.2. Обеспечить разработку и осуществление мероприятий по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок на дей­ствующих и строящихся шахтах, а также проектирование строи­тельства и реконструкции шахт, горизонтов в соответствии с тре­бованиями настоящей Инструкции

2 3. Привести в соответствие с требованиями Инструкции по безопасному ведению торных работ у затопленных выработок гор­ную графическую документацию.

3. С вводом в действие настоящей Инструкции считать утратив­шей силу .Временную инструкцию по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок (приказ Министерства от 15.03.78 Л» 138).

Контроль за выполнением настоящего приказа возложить на Управление главного маркшейдера (т. Навитнего).

Б. Ф. Братченко

Раздел 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ЗОН, ОПАСНЫХ ПО ПРОРЫВАМ

ВОДЫ В ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЫРАБОТКИ

1.1. В настоящем разделе приводится определение границ опас­ных зон по прорывам воды в пластах с затопленными выработками при достоверном и недостоверном их контуре, у затопленных выра­боток, пройденных по породе, в пластах (слоях пород) под и над затопленными выработками, у затопленных шахтных стволов, шур­фов и скважин, у разрывных нарушений, пересекающих затоплен­ные выработки, а также определение ширины междушахтных барьер­ных целиков.

1.2. Контур затопленных выработок считается достоверным, если он нанесен на исходные чертежи горной графической документации по данным маркшейдерских съемок, выполненных после остановки забоев выработок в соответствии с требованиями технической ин­струкции по производству маркшейдерских работ, и правильность нанесения контура может быть проверена по материалам этих съе­мок (журналу вычисления координат, журналу замера горных вы­работок) или Подтверждена другими документами (материалами по ликвидации шахты, крыла, горизонта; проектами затопления вы­работок и др.). Если нанесенный контур затопленных выработок не удовлетворяет перечисленным требованиям, то он считается недостоверным.

1.3. В пластах с достоверным контуром затопленных выработок угольные целики в границах опасных зон по прорывам воды называют барьерными целиками. Барьерными также называют угольные це­лики в границах опасных зон по прорывам воды у скважин и у раз­рывных нарушений, пересекающих затопленные выработки.

В пластах, залегающих под или над пластом с затопленными вы­работками, угольные целики в границах опасных зон по прорывам воды называют предохранительными целиками.

1.4. Ширина опасных зон (барьерных целиков) у затопленных выработок с достоверным контуром в пластах мощностью до 3,5 м с углами падения α≤=30° определяется по формуле

d= 5/ m+ 0,05 H+0,001 l/ (1.1 )

где d— ширина опасной зоны (барьерного целика), м; m— выни­маемая мощность пласта, м; Н — расстояние по вертикали от зем­ной поверхности до опасной зоны, м; l— суммарная протяженность подземных теодолитных ходов (считая от узловой точки или от на­чальных маркшейдерских точек), используемых для определения контура затопленных выработок и построения границ опасной зоны, м. Протяженность теодолитных ходов, проложенных до 1950 г., при определении l удваивается Ориентированные гироскопическим способом теодолитные ходы протяженностью более 2 км в значе­ние lне включаются, а учитываются увеличением получаемого без них значения 0,001/ на 2 м.

Если по формуле (1.1) величина dменьше 20 м, то ее следует принимать равной 20 м.

У затопленных выработок, имеющих объем воды менее 200 м 3с давлением воды менее 0,1 МПа (1 кгс/см 2), и у затопленных рас­косок с достоверным контуром ширина опасных зон принимается равной 20 м.

При разработке слоями пластов мощностью 3,5 м и более с угла­ми падения α≤30° ширина опасной зоны в первом слое определяет­ся по формуле (1.1.), принимая т равным мощности слоя. В каждом последующем слое ширина опасной зоны увеличивается на 10 м по сравнению с опасной зоной в предыдущем слое.

В Донецком бассейне ширина опасных зон (барьерных целиков) при α >30° принимается равной:

a) d-+20 м — для опасных зон (барьерных целиков), вытянутых по рростиранию, при α от 45 до 70°; при α>70° барьерные целики не оставляются;

6) d+10 м — для опасных зон, вытянутых по падению, при а от 45 до 90°;

в) при α от 30 до 45° ширина опасных зон определяется интер­поляцией между значениями, рассчитанными, при α ≤30 и α >45°.

Примеры определения границ опасных зон приведены в разделе 5.

1.5. В пластах мощностью 3,5 м и более, разрабатываемых одним слоем на полную мощность, и в пластах с углами падения а>30° (за исключением Донецкого бассейна) опасные зоны у затопленных выработок устанавливаются для проведения подготовительных вы­работок с целью спуска воды из затопленных. Очистные работы у за­топленных выработок допускаются, как правило, только после спуска воды из них. Спуск воды производится с соблюдением требований раздела 3.

При достоверном контуре затопленных выработок ширина опас­ной зоны для проведения с целью спуска воды подготовительных выработок в пластах мощностью 3,5 м и более с углами падения α≤30° определяется по формуле (1.1.), а в пластах с углами паде­ния α >30° независимо от их мощности — по формулам для До­нецкого бассейна (п. 1.4). Если высота подготовительной выработки меньше вынимаемой мощности пласта, то при расчете ширины опас­ной зоны вместо вынимаемой мощности пласта принимается высота подготовительной выработки.

1.6. Ширина барьерных целиков в пластах, опасных по горным ударам, должна удовлетворять, наряду с требованиями п. 1.4, также требованиям «Инструкции по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам»

1.7. При недостоверном контуре затопленных выработок граница опасной зоны (граница безопасного ведения горных работ) устанав­ливается от предполагаемого контура затопленных выработок на расстоянии, превышающем ширину опасной зоны, рассчитанную для данных горно-геологических условий при достоверном контуре затопленных выработок. Это расстояние устанавливается в каждом отдельном случае в зависимости от возможной погрешности изобра­женного на плане контура затопленных выработок. Пример установ­ления границы опасной зоны при недостоверном контуре затоплен­ных выработок приведен в разделе 5.

1.8. В пласте, залегающем под пластом с затопленными выработ­ками, устанавливается опасная зона для ведения очистных работ, если расстояние между пластами по нормали к ним под затоплен­ными выработками менее N б, определяемого по таблице в зависи­мости от мощности нижележащего пласта и состава пород между­пластья.

Для проведения подготовительных выработок в пласте или по породе под затопленными выработками устанавливается опасная зона, если расстояние по нормали к напластованию между этими выработками и затопленными менее 10 h, где h—высота (вчерне) проводимой подготовительной выработки.

При промежуточных значениях т величины N 6определяются интерполяцией.

Построение границы опасной зоны под затопленными выработ­ками производится в соответствии с п. 1.11 настоящей Инструкции

При расстоянии между затопленными выработками и нижеле­жащим пластом равном N 6и более опасная зона в нижележащем пласте для ведения очистных работ не устанавливается. То же и для прохождения подготовительных выработок, если расстояние между затопленными и подготовительными выработками равно и более 10 h.

1.9. Во втором и последующих разрабатываемых пластах под за­топленными выработками устанавливаются опасные зоны для веде­ния очистных работ, если расстояние по нормали к напластованию от затопленных выработок до разрабатываемого пласта меньше безопасной глубины разработки под водными объектами, опреде­ляемой согласно п.п. 6.13—6.16 «Правил охраны сооружений и при­родных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях» (М., Недра, 1981). При этом безопас­ная глубина для верхнего пласта принимается равной величине N б, приведенной в таблице настоящей Инструкции. Безопасная глубина (по нормали к напластованию), рассчитанная согласно Правилам о xpаны сооружений, принимается не более 40-кратной суммарной лощности данного и ранее отработанных пластов.

При расстоянии до разрабатываемых пластов, равном и более безопасной глубины, опасные зоны под затопленными выработками не устанавливаются. Однако повторная подработка затопленных выработок может производиться не ранее чем через 6 месяцев после предыдущей.

На пластах с углами падения более 45° проведение выработок у нижней границы барьерных целиков и подработка последних на расстоянии от N 6до 2 N 6допускается с разрывом во времени не менее 6 месяцев.

1.10. В пластах (слоях пород), залегающих над пластом с за­топленными очистными выработками, устанавливаются опасные зоны ниже уровня воды в затопленных выработках, если расстояние по нормали между ними и затопленными выработками менее величи­ны N б, приведенной в таблице при m,равном вынутой мощности пласта в затопленных выработках. Для пластов с углами падения до 45° это расстояние может быть уменьшено до 25 m. Над пластом с за­топленными подготовительными выработками устанавливается опас­ная зона ниже уровня воды в затопленных выработках, если рас­стояние по нормали от них до разрабатываемого пласта или до по­левой выработки менее 10 h 1, где h 1,—высота (вчерне) затопленной подготовительной выработки.

Построение границ опасных зон производится в соответствии сп. 1.11 настоящей Инструкции.

В пластах (слоях пород), залегающих над затопленными очист­ными выработками на расстоянии по нормали к напластованию, равном и более N 6, или над затопленными подготовительными вы­работками на расстоянии, равном и более 10 h 1, опасные зоны не уста­навливаются.

1.11. Границы опасных зон в пластах (слоях пород) под затоп­ленными выработками и над ними (ниже уровня воды) строятся от границ охраняемой площади по углам разрывов по методике, при­веденной в «Правилах охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных

месторождениях» (М., Недра, 1981). В охраняемую площадь вклю­чаются затопленные выработки и опасные зоны вокруг них. Углы раз­рывов β", γ", δ" принимаются по Правилам охраны сооружений. На угольных месторождениях, для которых в Правилах охраны сооружений не указаны величины углов разрывов (за исключением Донецкого бассейна), и на сланцевых месторождениях их следует принимать на 10° больше величин соответствующих углов сдвижения, приводимых в Правилах охраны сооружений, но не более 90°.

В Донецком бассейне (кроме Западного Донбасса) принимается β " = β +10°; γ "= 85 +α; δ"=90°, где β — угол сдвижения, опре­деляемый по Правилам охраны сооружений, а β— угол падения пласта. В Западном Донбассе принимается β"= γ" = δ"=85°.

Если в пласте над затопленными выработками при построении верхняя граница опасной зоны окажется расположенной выше уров­ня воды в затопленных выработках, то за верхнюю границу опасной зоны принимается изогипса пласта с отметкой, равной отметке уровня воды в затопленных выработках. При отметке уровня воды, меньшей отметки нижней границы опасной зоны, последняя не устанавли­вается.

Примеры построения границ опасных зон (предохранительных целиков) приведены в разделе 5.

1.12. У затопленной выработки, пройденной по породе, ширина опасной зоны dп определяется по формуле (1.2), но не менее 20 м:

dп=0,05 H+ 0,001 l+ Δ. (1.2)

Значения Н и lте же, что в формуле (1.1). Величина А для опасной зоны, вытянутой по простиранию, принимается при углах падения слоев пород 0—30° равной 0 и при углах падения слоев пород 45 — 90° — равной 10 м. При углах падения слоев пород 30—45° величи­на А определяется интерполяцией.

Для опасной зоны, вытянутой по направлению падения слоев пород, величина А принимается равной 0. Пример построения гра­ницы опасной зоны приведен в разделе 5.

Построение границ опасных зон в слоях пород (пластах угля) под и над затопленными полевыми выработками производится в соот­ветствии сп. 1.11 настоящей Инструкции.

1.13. У затопленных вертикальных шахтных стволов, шурфов и необсаженных технических скважин ширина опасных зон (барьер­ных целиков) рассчитывается по формуле

dc=0,05 H+ 0,001 l+5. (1.3)

где dc—ширина опасной зоны в плане, м; Н — вертикальное рас­стояние от земной поверхности до горизонта, на котором строится опасная зона, м; l— то же, что в формуле (1.1).

Если по формуле (1.3) величина dcменьше 20 м, то ее следует принимать равной 20 м по всем направлениям в плане.

Пример построения границы опасной зоны у затопленного шахт­ного ствола приведен в разделе 5.

Под затопленными вертикальными выработками опасные зоны устанавливаются так же, как под затопленными выработками, прой­денными по пласту.

У затопленных вертикальных технических скважин, обсаженных с цементацией затрубного пространства, ширина опасных зон долж­на быть в плане по всем направлениям не менее 15 м для скважин глубиной до 300 м и не менее 20 м — для скважин глубиной 300— 700 м. Меры безопасности при вскрытии таких скважин приведены в разделе 3/

1.14. У незатампонированных или некачественно затампониро-ванных буровых скважин границы опасных зон (барьерных целиков) строятся в плоскости пласта в виде окружности. В пластах, пересе­ченных скважиной, за центр окружности принимается место пере-се гения пласта скважиной. В пластах, залегающих ниже забоя скважины на расстоянии по нормали к пласту менее N 6, определяе­мом по таблице при m, равном вынимаемой мощности пласта, за центр окружности принимается точка пересечения пласта нор­малью, проведенной к нему из забоя скважины (раздел 5). Радиус окружности опасной зоны рассчитывается в соответствии с п. 1.4. При разработке пласта слоями за вынимаемую мощность пласта принимается мощность первого отрабатываемого слоя, которым предусматривается вскрытие скважины.

Если на вертикальном разрезе вкрест простирания пласта рас­стояние по нормали к пласту от границы опасной зоны до ствола скважины менее 20 m, то опасная зона должна быть увеличена в со­ответствующую сторону настолько, чтобы это расстояние равня­лось 20 m.

При отсутствии координат точек пересечения скважины с плас­том или данных об элементах искривления ствола скважины радиус окружности опасной зоны при углах падения пластов α<45° рас­считывается по формуле (1.1) и увеличивается на 0,08 Hпри Н менее 300 м и на 0,14 Hпри Hболее 500 м, где Н— расстояние по скважине от устья до пласта. При Hот 300 до 500 м увеличение радиуса окруж­ности опасной зоны определяется интерполяцией. За центр окруж­ности принимается вертикальная проекция устья скважины.

При углах падения пластов от 45 до 65° опасные зоны у сква­жин с неизвестным искривлением можно строить так же, как в при­мере 5.9.

Если скважина встречена горной выработкой в вышележащем пласте, то за центр окружности опасной зоны в нижележащем пласте при неизвестном искривлении скважины может приниматься точка, лежащая на продолжении прямой, соединяющей устье скважины с точкой встречи ее в вышележащем пласте. При этом радиус окруж­ности опасной зоны, рассчитанный по формуле (1.1.), увеличивают при H'<300 м на 0,08 H.' и при H'>500м на 014 H', где H'— вер­тикальное расстояние между пластами. При промежуточных значе­ниях h' радиус окружности определяется интерполяцией.

1.15. Границы опасных зон у разрывных нарушений, пересекающих затопленные выработки, устанавливаются в каждом отдельном слу­чае исходя из возможной ошибки ожидаемого положения разрыв­ного нарушения. Проведение подготовительных выработок у раз­рывных нарушений без бурения опережающих скважин допускается до границы опасной зоны, от которой расстояние до поверхности сместителя по нормали должно быть не менее 30 м.

Для ведения очистных работ у разрывного нарушения, пере­секающего затопленные выработки, опасные зоны устанавливаются в обоих крыльях пласта. Ширина опасной зоны определяется в соот­ветствии с п. 1.4 при l=0. В тех случаях, когда нарушение вскрыто подготовительной выработкой и слабо обводнено (капеж), ширина опасной зоны откладывается от линии скрещения пласта с поверх­ностью сместителя, а в остальных случаях — от границы зоны раз­рывного нарушения.

На границе опасной зоны для ведения очистных работ у разрыв­ного нарушения расстояние по нормали к пласту от его кровли до затопленных выработок или до зоны обводненного нарушения должно быть не менее N 6, определяемого по таблице. Определение границы опасной зоны для ведения очистных работ у обводненного наруше­ния показано на рис. 1.

Рис. 1 . Определение границы опасной зоны по расстоянию H б

до сместителя:

1 - план

К и К' — соответственно висячее и лежачее крылья пласта в проекции с числовыми от метками, С — поверхность сместителя, ае — линия скрещения лежачего крыла пласта со сместителем, жг — граница опасной зоны в плане (проведена через точку г параллельно ае)

2 — вертикальный разрез вкрест простирания пласта

аб - сместитель, ав — пласт, аг — горизонтальное расстояние от точки пересечения сместителя с пластом (точка а) до точки г, в которой расстояние от пласта до сместителя

равно N б

1. 16. При проведении впереди очистных забоев водоспускных печей (водяных гезенков) для спуска воды из подготовительных (вентиляционных) выработок верхнего горизонта границы опасных зон определяются в каждом отдельном случае главным инженером шахты.

1.17. Ширина междушахтного барьерного целика по верхнему разрабатываемому пласту, а также междушахтных барьерных це­ликов по нижележащим пластам, удаленным от вышележащих на расстояние по нормали к ним не менее величины N 6(см. таблицу), определяемой по мощности нижележащего пласта, рассчитывается в соответствии с п. 1.4. Величина lв формуле (1.1.) принимается равной суммарной протяженности подземных теодолитных ходов от стволов смежных шахт до барьерного целика.

Если расстояние по нормали между вышележащим и нижеле­жащим рабочими пластами менее N 6, то построение барьерного целика в нижележащем пласте производится по правилам построе­ния границ опасных зон под затопленными выработками (п. 1.11) За охраняемую площадь принимается площадь барьерного целика в вышележащем пласте. При этом ширина барьерного целика по ни­жележащему пласту должна быть не меньше рассчитанной в соот­ветствии с.п. 1.4