Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Способы борьбы с ними






Опасные проявления горного давления и способы борьбы с ними

 

К наиболее опасным явлениям, встречающимся при подземной разработке рудных месторождений, следует отнести мгновенные сдвижения и самообрушения больших объемов пород, горные удары, внезапные выбросы пород и газа, прорывы вод. Характер и масштабы этих явлений определяются влиянием многих факторов, к основным из которых следует отнести горно-геологические и гидрологические условия месторождения, свойства и строение массива пород, применяемые способы и порядок отработки. Но их возникновение в той или иной степени зависит от напряженно-деформированного состояния массива и является прямым или косвенным результатом проявлений горного давления.

 

Снижение и предотвращение опасных проявлений горного давления и

 

способы борьбы с ними

 

Ввиду того, что опорное давление может быть причиной возникновения высоких

 

напряжений в краевой зоне рудного массива и серьезных его деформаций при


разработке месторождений системами с обрушением пород, рекомендуется применять следующие мероприятия по снижению и предотвращению вредного воздействия опорного давления на очистные блоки:

 

создание благоприятных условий для своевременного самообрушения пород для ликвидации опасных зависаний;

 

соответствие параметров отрабатываемых блоков шагу обрушения пород; принудительная посадка труднообрушаемых пород; опережающая выемка верхних частей блоков или надработка перенапряженных

 

участков месторождения; применение податливых целиков и разгружающих выработок в зонах опорного

 

давления; применение одностадийной отработки блоков вместо двухстадийной;

 

строгое соблюдение интенсивности работ и порядка отработки месторождения (шахтного поля, участка, блока).

 

Управление обрушением пород. Чтобы обеспечить самообрушение пород вслед за подвиганием очистных работ, необходимо иметь достаточную протяженность фронта очистных работ в виде сплошной линии без оставления целиков. При этом запрещается выборочная выемка блоков. Все эти условия должны быть предусмотрены проектом и строго соблюдаться на практике.

 

Основанием для установления параметров отработки, достаточных для самообрушения пород, являются специальные исследования в производственных и лабораторных условиях.

 

Выбор направления фронта очистных работ необходимо согласовывать с основной системой трещин. Если линия фронта очистных работ совпадает с простиранием основных трещин, то при усилении опорного давления отдельные блоки руды будут сползать в сторону выработанного пространства. Поэтому рекомендуется направление линии фронта работ принимать под прямым или крутыми углами к основной системе трещин, разделяющих массив руды.

 

Для предотвращения опасных деформаций трещиноватого массива при возрастании опорного давления необходимо параметры вынимаемых блоков руды принимать такими, чтобы подготовка и отбойка блоков завершались раньше появления в них опасных деформаций.

 

Многолетняя практика разработки рудных месторождений системами с обрушением показывает, что наиболее безопасна и эффективна выемка сплошным фронтом от середины месторождения (шахтного поля, этажа) к флангам. Прямолинейный (или уступный) фронт очистных работ должен быть ориентирован в соответствии с линией обрушения налегающих пород.


 

 

Схема принудительной посадки пород глубокими скважинами: 1 - массив руды; 2 - обрушенные породы; 3 - глубокая скважина

 

 

Если самообрушение пород задерживается и возникает угроза внезапной посадки пород, то для создания предохранительной «подушки» между работающими блоками и зависающими породами необходима принудительная посадка пород объемом, обеспечивающим дальнейшую безопасную выемку. Обычно, когда отрабатываются пологие или наклонные залежи, налегающие породы подрываются на высоту, равную или превышающую мощность залежи

 

При разработке месторождений с крутым углом падения подрывается висячий бок или междуэтажный целик для перепуска обрушенных пород с верхних этажей.

 

Принудительная посадка пород обеспечивает некоторое снижение опорного давления на прилегающий рудный массив. Обычно оно уменьшается на 10—15 %. Практика показывает, что уменьшение величины опорного давления при принудительной посадке пород обратно пропорционально глубине работ, в то время как затраты на ее осуществление возрастают. Поэтому более радикальной мерой, обеспечивающей сниже-ние опорного давления, является отработка блоков такими размерами, чтобы после их выемки происходило самообрушение пород.

 

Если налегающая толща представлена устойчивыми породами, то развитие естественного самообрушения затрудняется и поэтому, как правило, неизбежны опасные зависания подрабатываемого массива. Принудительное обрушение кровли неэффективно, так как после него самообрушения пород до поверхности не происходит. Образующиеся зависания и накопление незаполненных пустот представляют большую угрозу внезапной посадки. В этом случае рекомендуется метод управляемого самообрушения пород, основной принцип которого заключается в следующем.

 

В процессе отработки месторождения породы висячего бока поддерживаются целиками, имеющими значительный запас прочности. При достижении предельных пролетов и площадей подработки целики одновременно взрываются и вышележащие


породы самообрушаются до поверхности, Затем отработка подвигается от обрушенного пространства. Если фронт работ имеет достаточную протяженность (обычно не менее 150-300 м), то продолжается управляемое обрушение консолей с определенным шагом. Величина опорного давления на массив руды до момента обрушения консоли повышается до (1, 5+2) γ H и снижается после обрушения консоли до первоначального значения.

 

Надработка напряженных участков массива руды. Сущность этого метода заключается в отрезке напряженных участков массива руды от вышележащих пород с целью снижения опорного давления. Для этого применяются: первоочередная выемка верхних подэтажей в блоке, проходка специальных разгружающих (защитных) или отсечных выработок со стороны висячего бока, первоочередная отработка вышележащих залежей (пластов, жил). В результате этого происходит разгрузка массива руды защищенных залежей, предназначенных для очистной выемки.

 

В качестве примера, поясняющего влияние опережающей выемки верхнего подэтажа на напряженное состояние расположенного ниже массива руды, можно привести надработку верхней части блока при системе этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой.

 

Вследствие зависания консолей вышележащих пород массив руды в блоке может подвергаться воздействию высокого опорного давления (особенно при увеличении глубины работ). В результате этого деформируются буровые и выпускные выработки, смещаются пробуренные взрывные скважины. Чтобы предотвратить или снизить вредные проявления опорного давления, рекомендуется до выемки основной части секций в блоке (части /, V, VII) производить опережающую отбойку верхних подэтажей (//, IV, VI). Это приводит к разгрузке секций и перемещению максимума опорного давления на нетронутый массив. При зависании консолей, как правило, происходит опережающее деформирование верхней части рудного массива, поэтому целесообразно линию забоя и

блоке по высоте делать ступенчатой или наклонной в сторону висячего бока, как это показано на рис.

 

 

Схема опережающей отбойки подэтажей при системе этажного принудительного обрушения:

 

1 — откаточный орт; 2 —

 

выпускная воронка;.3 -- подсечная выработка; 4 -отбитая руда; 5 -

обрушенные породы; 6 - линия сдвижения породной консоли; 7 - эпюра опорного


давления до обрушения консоли; 5 - то же после обрушения консоли; 9 - то же после образования зависания пород; 10 - линия отбойки руды; 11 - подэтажные выработки; 12 -

 

массив руды Из других примеров надработки при системе этажного принудительного обрушения

 

следует привести применение опережающего взрывания блоков руды на всю высоту до проведения основной части нарезных выработок в днище блока (скреперных штреков, воронок, траншей и др.).

 

В практике встречается предварительная отсечка от вмещающих пород верхней части перенапряженных блоков руды или оставленных ранее целиков для их разгрузки и последующей выемки.

 

Применение одностадийной выемки. Как известно, при системах с обрушением блоки руды отрабатываются в одну или две стадии. При двухстадийной выемке сначала в блоках вынимаются компенсационные камеры, на которые затем взрываются целики. При одностадийной - руда отбивается на " зажатую среду" (т.е. на ранее отбитую руду или об-рушенные породы) без образования компенсационных камер.

 

Максимум опорного давления при одностадийной выемке приходится на призабойный рудный массив (рис. положение 1) при двухстадийной – на оставляемые временные целики (положение 2, 3) На целики его величина бывает в 1, 5-2, 0 раза выше, чем на массив. Отмечается, что при сохранении целиками жестокости напряжения выше в целике, прилегающем к выработанному пространству (положение 3).

 

Величина коэффициента опорного давления зависит от соотношения пролета выработанного пространство L к глубине разработке H. Нашли исследования на моделях из эквивалентных материалов показали, что при одинаковой величине L/H коэффициент опорного давления К0 ниже при одностадийной выемке. Поэтому одностадийную выемку целесообразнее применять при более слабых породах. При прочных не трещиноватых породах, когда целики сохраняют свою устойчивость, более предпочтительна бывает двухстадийная выемка.

 

Распределение опорного давления:

 

1 - при одностадийной выемке;

 

2 и 3 - при двухстадийной выемкесоответственно с одной и двумя компенсационными камерами;

 

σ - действующие на целик и массивнапряжения


 

 

Зависимость коэффициента опорного давления К0 от соотношения L/Н: 1, 2 - соответственно первый и второй целики при двухстадийной выемке;

 

3 - рудный массив при одностадийной выемке

 

Создание искусственной податливости пород. Данный способ имеет целью придавать упруго деформируемым породам пластические свойства. Если оставляемым при разработке месторождений целикам придавать искусственную податливость, то система целик—вмещающие породы будет работать совместно, и при увеличении горного давления, когда происходит сближение кровли и почвы очистного пространства, можно предотвратить разрушение целиков и обрушение кровли. Для этого необходимо, чтобы совместная работа вышеуказанной системы происходила в области допустимых деформаций.

 

Для создания искусственной податливости целиков пробуривают скважины в породах почвы под целиками или разбуривают (без взрывания) массив целика под кровлей залежи параллельными скважинами, оставляя между ними промежутки пород (шириной 5-7 см); пропиливают в целиках горизонтальные щели; вынимают верхнюю часть целика (толщиной 0, 7-1, 0 м) и закладывают ее низко модульным мате-

 

 

риалом.







© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.