МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА
В НИМИ
| УТВЕРЖДЕНО | СОГЛАСОВАНО |
| Министерством угольной промышленности СССР 18 ноября 1988 г | с Госгортехнадзором СССР 3 августа 1988 г |
СОГЛАСОВАНО
с ЦК профсоюза
рабочих угольной промышленности 7 апреля 1988 г
И Н С Т Р У К Ц И Я
ПО БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЮ
ГОРНЫХ РАБОТ НА ШАХТАХ,
РАЗРАБАТЫВАЮЩИХ ПЛАСТЫ,
СКЛОННЫЕ К ГОРНЫМ УДАРАМ
(к § 132 Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах)
Ленинград 1988
Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам (к § 132 Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах).Л., 1988, 86 с. (М-во угольной пром-сти СССР, Всесоюз ордена Трудового Красного Знамени науч.-исслед. ин-т горн, геомех. и маркшейд, дела).
Регламентированы требования к вскрытию, подготовке и порядку отработки опасных и угрожаемых по горным ударам пластов, а также методы прогноза и борьбы с горными ударами на угольных шахтах СССР.
Ил. 39, табл. 17.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая Инструкция является приложением к § 132 «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» (М., 1986)* и регламентирует:
порядок выявления пластов, угрожаемых по горным ударам, и перевода их в опасные;
методы прогноза степени удароопасности участков угольных пластов;
требования к выбору схем вскрытия, подготовки и систем разработки;
порядок отработки свиты пластов;
технологические требования к безопасному проведению и поддержанию подготовительных выработок и к очистным работам;
порядок ведения горных работ в особо сложных условиях;
параметры эффективных профилактических противоударных мероприятий и методы контроля качества их выполнения;
порядок перехода на удароопасный режим горных работ;
деятельность комиссий по горным ударам производственных объединений и служб прогноза угольных шахт.
Инструкция является нормативным документом и предназначена для работников шахт, производственных объединений, научно-исследовательских и проектных институтов.
Составлена ВНИМИ при участии производственных объединений, проектных организаций и органов Госгортехнадзора СССР с учетом результатов научно-исследовательских работ и опыта борьбы с горными ударами на шахтах страны. Обсуждена в производственных, научно-исследовательских и проектных организациях, соответствующих округах Госгортехнадзора СССР и управлениях Госгортехнадзоров союзных республик.
* Далее — «ПБ».
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Для своевременного и рационального планирования горных работ и профилактики горных ударов на пластах, склонных к горным ударам, предназначен «Каталог пластов угля, угрожаемых по горным ударам, на месторождениях СССР» (Л., 1984). Наряду с Инструкцией он обязателен для проектных организаций Минуглепрома СССР.
1.2. Горные удары по силе и характеру проявления подразделяют на собственно горные удары, микроудары, толчки, стреляния и горно-тектонические удары (см. прил. 1).
1.3. Угольные пласты, склонные к горным ударам, делятся на угрожаемые (потенциально опасные) и опасные по горным ударам*.
1.4. К угрожаемым относят угольные пласты (боковые породы), склонные к хрупкому разрушению в условиях повышенных концентраций напряжений.
Производственные объединения с привлечением ВНИМИ выявляют угрожаемые по ударам пласты к горные породы по методике прогнозирования ударооаасности угольных пластов и пород (прил. 1). Угольные пласты (породы) относят к угрожаемым по заключению ВНИМИ совместным приказом производственного объединения и округа Госгортехнадзора. Форма приказа об отнесении пластов к угрожаемым и удароопасным показана в прил 1.
В угрожаемые, начиная с глубины 150 м, должны переводиться комиссией по горным ударам** также те пласты, на которых при ведении горных работ появились толчки и стреляния в пределах данного шахтного поля или горные удары на соседнем шахтном поле. На угрожаемых по горным ударам пластах с этих глубин должен производиться прогноз степени удароопасности. Ответственность за своевременное отнесение пластов к угрожаемым возлагается на главного инженера шахты и технического директор» производственного объединения.
Перечень угрожаемых пластов содержит издаваемый ВНИМИ «Каталог пластов угля, угрожаемых по горным ударам, из месторождениях СССР».
* Далее слова «по юрным ударам» для краткости опускаются х'* Комиссия, создаваемая в соответствии с § 132 Правил безопасности (положение о комиссии приведено в прил 2)
1.5. К опасным относят пласты на тех этажах (ярусах) шахтного поля, в пределах которых происходили горные удары (микроудары), или при ведении горных работ выявлены участкиIиIIкатегорий опасности, и те же пласты на нижележащих этажах (ярусах) шахтного поля.Категорию удароопасности участков пластов определяют в соответствии с разделом 5 настоящей Инструкции. Пласты к удароопасным относит комиссия по горным ударам по представлению производственного объединения.
1.6. Признаками удароопасности пластов являются толчки, стреляния и микроудары при работе выемочных машин, отбойных молотков, при бурении и взрывании шпуров в очистных и подготовительных забоях. Интенсивность проявления признаков возрастает с увеличением глубины разработки, а также в процессе горных работ на участках шахтного поля, испытывающих повышенное горное давление (ПГД) в следующих случаях:
отработка оставленных целиков угля;
работа встречными и догоняющими забоями;
работа на передовые выработки;
проведение выработок в зонах влияния очистных забоев;
работа под кромками угольного массива или под целиками, оставленными на смежных пластах свиты, а также в зонах влияния геологических нарушений.
1.7. Горные удары, повлекшие за собой несчастные случаи, расследуют в соответствии с «Инструкцией о расследовании и учете несчастных случаев на подконтрольных Госгортехнадзору СССР предприятиях и объектах» (М., 1985) с участием представителя ВНИМи.
Горные удары, не вызвавшие тяжелых последствий, должны расследоваться комиссией в соответствии с Инструкцией, названной выше, с участием представителей ВНИМИ.
Толчки, стреляния, микроудары при первом их проявлении должны рассматриваться в течение суток комиссией по горным ударам в целях установления причин и разработки мер по борьбе с ними, а также отнесения пластов к опасным или угрожаемым по горным ударам.
В комиссию входят: технический директор производственного объединения или назначенное им лицо (председатель), главный инженер шахты, по одному представителю округа Госгортехнадзора и ВНИМИ.
Работы по ликвидации последствий горного удара в выработках разрешает комиссия, расследовавшая данный случай. Горные работы могут быть возобновлены после выполнения мероприятий, предложенных комиссией.
На все случаи горных ударов (микроударов) составляют карточки (прил. 4), направляемые в производственные объединения, в управление горного округа и во ВНИМИ.
1.8. Перспективные и годовые планы развития горных работ на пластах, угрожаемых и опасных по горным ударам, должны соответствовать требованиям настоящей Инструкции.На них обязательно должны быть нанесены красными линиями границы зон ПГД. Эти планы утверждает технический директор производственного объединения.
В первую очередь следует предусматривать отработку защитных пластов в соответствии с «Перспективными схемами» их использования, составляемыми ВНИМИ для каждой шахты, Если на шахте есть пласты, склонные одновременно к внезапным выбросам и горным ударам, то ВНИМИ учитывает их ударо-и выбросоопасность при разработке Перспективных схем.
1.9. При проектировании новых шахт, реконструкции действующих и подготовке новых горизонтов, разрабатывающих пласты, угрожаемые и опасные по горным ударам, должны учитываться требования настоящей Инструкции. Проекты должны быть согласованы с ВНИМИ.
На действующих шахтах изменения проектных решений при ведении горных работ должны быть согласованы с организацией, утвердившей проект, и ВНИМИ. Проекты не должны утверждаться без заключения ВНИМИ.
1.10. Раскройка шахтных полей месторождения, разрабатывающего опасные и угрожаемые пласты, должна обеспечивать планомерную отработку всех запасов по площади, включая неудароопасные пласты, без углов, выступов и целиков Общее направление отработки следует предусматривать от выработанного пространства на массив. Подготовка шахтного поля может производиться погоризонтальным, панельным или этажным способами.
1.11 На шахтах, разрабатывающих пласты, опасные одновременно по горным ударам, внезапным выбросам угля и газа, паспорта выемочного участка утверждает технический директор производственного объединения. Круг профилактических мер в конкретных горнотехнических условиях устанавливает комиссия по горным ударам на основании заключений ВНИМИ, МакНИИ или ВостНИИ.
1.12. На действующих предприятиях прогнозируют степень удароопасности отдельных участков угольных пластов. Цель прогноза — установить зоны повышенной напряженности, в пределах которых горные работы сопряжены с риском возникновения горных ударов. Прогноз степени удароопасности подразделяется на два этапа: региональный и локальный.
Региональный прогноз осуществляют непрерывно с помощью специальных сейсмостанций. Целесообразность строительства сейсмостанций определяет ВНИМИ.
Локальный прогноз удароопасности и контроль эффективности профилактических мероприятий осуществляют группы прогноза горных ударов шахт. Типовое положение о службе прогноза содержится в прил. 3.
На пластах каменного угля и антрацита основным методом прогноза степени удароопасности является прогноз, основанный на избыточном выходе буровой мелочи при бурении скважин (шпуров) диаметром 43 ± 1 мм.В качестве дополнительного метода комиссия по горным ударам может разрешить использовать показатель крупности буровой мелочи или сейсмоакустическую активность.
На буроугольных пластах степень удароопасности определяют по изменению относительной влажности угля в краевой части пласта.
Эффективность профилактических противоударных мероприятий обычно контролируют методами, применяемыми для прогноза степени удароопасности.
1.13. В качестве профилактических мер для борьбы с горными ударами следует использовать мероприятия регионального или локального характера. Преимуществом региональных мер является то, что они проводятся заблаговременно и не сдерживают ведение горных работ.
К региональным профилактическим мерам относят опережающую отработку защитных пластов и нагнетание воды в пласт по скважинам, пробуренным через породные пробки, обеспечивающим надежную герметизацию и значительный радиус увлажнения. Область эффективного использования регионального увлажнения определяют опытным путем.
В качестве локальных мер для борьбы с горными ударами рекомендуют следующее:
при I — II категориях удароопасности — бурение разгрузочных скважин большого диаметра (d > =100 мм), нагнетание воды в различных режимах и камуфлетное взрывание;
при III категории удароопасности — бурение разгрузочных скважин и нагнетание воды на участках, где в перспективе ожидается увеличение напряженности;
комбинированные способы борьбы с горными ударами, параметры которых разрабатывают опытным путем (скважины большого диаметра с камуфлетным взрыванием, камуфлетное взрывание с нагнетанием воды).
Не следует использовать гидрообработку для целиков размерами меньше 0,4l, где l — ширина зоны опорного давления.
1.14. Изменение параметров противоударных мероприятий и периодичность прогноза удароопасности, предусмотренных настоящей Инструкцией, может быть осуществлено комиссией по горным ударам на основе специальных исследований и заключения ВНИМИ.
1.15.В производственных объединениях, разрабатывающих угрожаемые и удароопасные пласты, вводится должность главного горняка по горным ударам.
2. ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА ШАХТНОГО ПОЛЯ
2.1. Угрожаемые и опасные пласты следует вскрывать выработками, проводимыми по породам или по неопасным пластами, или в защищенных зонах, образованных отработкой смежных пластов. Полевые штреки и участковые квершлаги рекоменду- ется проводить в разгруженной зоне позади очистного забоя защитного пласта. При этом необходимо обеспечить возможность отработки пластов без оставления в выработанном пространстве целиков или выступающих участков угольного массива.
2.2. В исключительных случаях с разрешения комиссии по горным ударам на опасных и угрожаемых пластах допустимо оставлять околоштрековые целики шириной на всем их протяжении не более 0,1l, но не более 8 м. Выработки, оконтуривающие целики, можно проводить только после приведения в неудароопасное состояние участка пласта около штрека шириной
П = С1 + С2 + n,
где С1, С2 и n — соответственно ширина целика, проводимой выработки (рис. 1) и защитной зоны, определяемой по номограмме (рис. 2)
| Рис. 1. Схема приведения в не-удароопасное состояние выработок, оконтуривающих целики: l — проводимая выработка, 2,3 — вентиляционный и откаточный штреки, 4 — скважины большого диаметра | Рис. 2. Номограмма для определения ширины защитной зоны в краевой части пласта |
2.3. В исключительных случаях с разрешения комиссии по горным ударам допускается вскрытие и подготовка выработками, проводимыми по угрожаемым и опасным пластам, с поддержанием этих выработок целиками угля. При комбинированном использовании целиков и породных полос выработка проводится широким ходом с двусторонней раскоской, заполняемой породой между целиком и выработкой на ширину Зm, но не менее 3 м.
На сопряжении выработок раскоска делается на всю ширину целиков.Между целиком угля и породной полосой следует оставлять свободное пространство шириной не менее 1 м (рис. 3).
Ширину целика с каждой стороны выработки принимают равной ширине зоны опорного давления / (рис. 4)
| Рис. 3. Комбинированное применение породных полос и целиков угля | Рис. 4, График зависимости ширины зоны влияния опорного давления от глубины разработки Н и мощности пласта или вынимаемого слоя т |
На мощных пластах, отрабатываемых слоями, ширина зоны l определяется по мощности первого слоя. Суммарная ширина целика в последующих слоях увеличивается на 1,5га (рис. 5).
Рис. 5. Определение ширины целика у выработки на мощном пласте
Ширина целика между наклонными параллельными выработками (уклоны, бремсберги) должна быть не менее 0,5l. Разрешается оставлять целик шириной меньше 0,5l, если после (в период) проведения первой выработки участок будущего целика приводится в неудароопасное состояние скважинами большого диаметра (см. рис. 1).
2.4. Камеры со сроком службы более пяти лет не должны располагаться в угрожаемых и опасных пластах.
Проведение и устройство камер со сроком службы не более пяти лет на угрожаемых и опасных пластах разрешается только после приведения пласта в неудароопасное состояние на участке, размеры которого больше, чем камеры на 2п во все стороны.
3. ПОРЯДОК ОТРАБОТКИ СЕКТЫ ПЛАСТОВ
3.1. При разработке свиты пластов в первую очередь следует производить выемку неопасного защитного пласта. Если все пласты свиты угрожаемые или опасные, то разработку надо начинать с пласта менее опасного и обеспечивающего наибольшую эффективность защитного действия в соответствии с требованиями «Перспективных схем».
3.2 При отработке мощного угрожаемого или опасного пласта первый отрабатываемый слой является защитным по отношению к остальным Порядок отработки слоев должен быть нисходящим. В случае закладки выработанного пространстве допускается восходящий порядок отработки слоев.
Первый слой следует разрабатывать с соблюдением требований, предусмотренных для угрожаемых и опасных топких к средней мощности пластов.
3.3. Защитный пласт следует разрабатывать без оставления целиков. В исключительных случаях, если оставления целиков не избежать, например, в зоне геологических нарушение (выклиниване, пережим составляют специальный паспорт ведения горных работ, включающий дополнительные меры безопасности; паспорт утверждается технические директоров производственного объединения. Выкопировка с плана горных работ с нанесением защишеных зон и зон ПГД выдается начальнику эксплуатационного участка
Зоны повышенного горного давления от оставленных целиков наносят на пдланы горных работ согласно прил 5
3.4. Прм малых мощностях междупластья возможность применения подработки удароопасного пласта определяется способом управления кровлей и мощностью подрабатывающего пласта В случае полного обрушения кровли при подработке пластами тонкими и средней мощности минимальное междупластье должно составлять не менее шестикратной мощности подрабатывающего пласта. В отдельных случаях комиссия по горным ударам при наличии заключения ВНИМИ может разрешить отработку при меньшей мощности междупластья.
При выемке подрабатывающего пласта с закладкой или при заполнении его выработанного пространства породой, перепускаемой с верхнего горизонта, возможна подработка, если размеры междупластья не менее трехкратной мощности подрабатывающего пласта.
Если размеры междупластья при подработке не превышают десятикратной мощности подрабатывающего пласта, то в зоне восстановления опасных нагрузок (рис. 5.2, прил.5) удароопасность не восстанавливается.
3.5. Горные работы на угрожаемом и опасном пластах следует вести в пределах защищенной зоны, границы которой определяют в соответствии с прил. 5.
В пределах защищенной зоны опасные и угрожаемые пласты разрабатывают как неопасные в течение пяти лет с момента ее образования, за исключением особо сложных условий в зонах геологических нарушений. В этом случае, а также по истечении указанного срока заключение об эффективности защитного действия дает ВНИМИ на основании экспериментальной оценки удароопасности.
3.6. Для предупреждения горных ударов в выработках, проводимых по опасным пластам угля и породам, должна применяться локальная выемка защитного пласта.
Параметры локальной выемки защитного пласта при междупластьи до 30 м определяют по схемам рис. 5.7, а при междупластьи более 30 м — по схемам рис. 5.1 и 5.2 (прил. 5).
4. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
4.1. Запрещается применение камерной и камерно-столбовой систем разработки. Параметры системы разработки при гидродобыче должны быть согласованы с комиссией по горным ударам
4 2. При выемке опасных и угрожаемых пластов должен применяться нисходящий порядок отработки этажей (подэтажей, ярусов) и предусматриваться проведение минимального количества передовых выработок. Восходящий порядок отработки, как исключение, может быть разрешен комиссией по горным ударам при наличии заключения ВНИМИ
Запрещается отработка подэтажей (ярусов) одновременно в нисходящем и восходящем порядке.
Опережение одновременно отрабатываемых подэтажей (ярусов) при нисходящем порядке отработки не должно превышать 10 м при пологом, наклонном и крутонаклонном падении и 25 м — при крутом, или должно быть не менее 2l При раздельной отработке подэтажей (ярусов) их опережение не ограничивают.
При отработке мощных пологих (до 18°) газоносных удароопасных пластов, склонных к самовозгоранию угля, рекомендуется восходящий порядок отработки ярусов в пределах панели.
Отработка этажей в восходящем порядке может быть разрешена комиссией по горным ударам
4.3. Во время очистных работ в случае появления в районе выработокIиIIкатегорий удароопасности подготовительные выработки следует приводить в неудароопасное состояние впереди очистных работ на расстояние не менееl. На участке до 0,5lприведение выработок должно осуществляться при остановленном очистном забое.
4.4. При разработке угрожаемых и опасных пластов в условиях, при которых проведение и поддержание подготовительных выработок впереди очистных забоев затруднено и появляется необходимость неоднократного их перекрепления, следует переходить на системы разработки, не требующие проведения таких выработок
4.5. На опасных и угрожаемых пластах запрещается отработка этажей (ярусов) встречными и догоняющими забоями.
Отработка этажей (ярусов) допускается при расходящихся очистных забоях. В этом случае на опасных пластах до удаления забоев один от другого на длину, равную наклонной высоте этажа, следует предусматривать вывод людей из обеих лав на время взрывных работ в одной из них
В некоторых случаях комиссией по горным ударам может разрешаться ведение очистных работ на выработанное пространство при условии отработки оставшегося целика шириной l по специальному паспорту.
4.6. На угрожаемых и опасных пластах рекомендуется переходить на системы разработки с подвиганием забоев по падению с применением механизированных комплексов, щитов и щитовых агрегатов без оставления целиков в выработанном пространстве на крутых, крутонаклонных и наклонных пластах. Запрещается применение систем разработки с подвиганием очистного забоя по восстанию пласта на выработанное пространство.
В исключительных случаях с разрешения комиссии по горным ударам при мощности пласта до 3,5 м допускается система разработки с подвиганием очистного забоя по восстанию с последующей отработкой оставшегося целика шириной l на границе с выработанным пространством в направлении простирания пласта или при условии приведения целика в неудароопасное состояние в соответствии с требованиями п. 9.5 настоящей Инструкции.