Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках
Наведені результати експериментальних досліджень впливу потужних пісковиків на проявлення гірничого тиску у виїмкових виробках. The results of experimental researches of influencing of powerful sandstones on the development of mining pressure in the mine working....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Datum: | 2006 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/107645 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках / Е.И. Кольчик, И.Е. Кольчик, А.И. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-107645 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кольчик, Е.И. Кольчик, И.Е. Сергиенко, А.И. 2016-10-23T10:25:06Z 2016-10-23T10:25:06Z 2006 Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках / Е.И. Кольчик, И.Е. Кольчик, А.И. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. XXXX-0016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/107645 622.28.83: 622.273 Наведені результати експериментальних досліджень впливу потужних пісковиків на проявлення гірничого тиску у виїмкових виробках. The results of experimental researches of influencing of powerful sandstones on the development of mining pressure in the mine working. ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Прогноз и управление состоянием горного массива Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках Influence of powerful sandstones and moved speed of longwall on the development of mining pressure in the mining working Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| spellingShingle |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках Кольчик, Е.И. Кольчик, И.Е. Сергиенко, А.И. Прогноз и управление состоянием горного массива |
| title_short |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| title_full |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| title_fullStr |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| title_full_unstemmed |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| title_sort |
влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках |
| author |
Кольчик, Е.И. Кольчик, И.Е. Сергиенко, А.И. |
| author_facet |
Кольчик, Е.И. Кольчик, И.Е. Сергиенко, А.И. |
| topic |
Прогноз и управление состоянием горного массива |
| topic_facet |
Прогноз и управление состоянием горного массива |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физико-технические проблемы горного производства |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Influence of powerful sandstones and moved speed of longwall on the development of mining pressure in the mining working |
| description |
Наведені результати експериментальних досліджень впливу потужних пісковиків на проявлення гірничого тиску у виїмкових виробках.
The results of experimental researches of influencing of powerful sandstones on the development of mining pressure in the mine working.
|
| issn |
XXXX-0016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/107645 |
| citation_txt |
Влияние мощных песчаников и скорости подвигания лавы на проявления горного давления в выемочных выработках / Е.И. Кольчик, И.Е. Кольчик, А.И. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2006. — Вип. 9. — С. 147-152. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kolʹčikei vliâniemoŝnyhpesčanikoviskorostipodviganiâlavynaproâvleniâgornogodavleniâvvyemočnyhvyrabotkah AT kolʹčikie vliâniemoŝnyhpesčanikoviskorostipodviganiâlavynaproâvleniâgornogodavleniâvvyemočnyhvyrabotkah AT sergienkoai vliâniemoŝnyhpesčanikoviskorostipodviganiâlavynaproâvleniâgornogodavleniâvvyemočnyhvyrabotkah AT kolʹčikei influenceofpowerfulsandstonesandmovedspeedoflongwallonthedevelopmentofminingpressureintheminingworking AT kolʹčikie influenceofpowerfulsandstonesandmovedspeedoflongwallonthedevelopmentofminingpressureintheminingworking AT sergienkoai influenceofpowerfulsandstonesandmovedspeedoflongwallonthedevelopmentofminingpressureintheminingworking |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:23Z |
| _version_ |
1850550140260057088 |
| fulltext |
Прогноз и управление состоянием горного массива
147
УДК 622.28.83: 622.273
ВЛИЯНИЕ МОЩНЫХ ПЕСЧАНИКОВ И СКОРОСТИ
ПОДВИГАНИЯ ЛАВЫ НА ПРОЯВЛЕНИЯ ГОРНОГО
ДАВЛЕНИЯ В ВЫЕМОЧНЫХ ВЫРАБОТКАХ
к.т.н. Кольчик Е.И., к.т.н. Кольчик И.Е, асп. Сергиенко А.И.
(ИФГП НАН Украины)
Наведені результати експериментальних досліджень впливу потужних
пісковиків на проявлення гірничого тиску у виїмкових виробках.
INFLUENCE OF POWERFUL SANDSTONES AND MOVED
SPEED OF LONGWALL ON THE DEVELOPMENT OF MINING
PRESSURE IN THE MINING WORKING
Kolchik E.I., Kolchik I.E., Sergienko A.I.
The results of experimental researches of influencing of powerful sandstones
on the development of mining pressure in the mine working.
Известно, что на устойчивость подземных горных выработок
большое влияние оказывают горно-геологические и технологиче-
ские факторы. Увеличение глубины ведения горных работ приводит
к возрастанию величины действующих в горном массиве напряже-
ний. Это отрицательно сказывается на состоянии горных выработок
[1 – 3]. На устойчивость выработок так же оказывают существенное
влияние свойства горных пород, их неоднородность и различие в
структуре, напряженное состояние, обусловленное совместным дей-
ствием гравитационных и тектонических напряжений [4, 5]. В зонах
влияния дизъюнктивных геологических нарушений еще более
ухудшается устойчивость горных выработок, что приводит к значи-
тельному увеличению затрат на их поддержание [5, 6].
Наличие в кровле отрабатываемого пласта мощных и монолит-
ных песчаников приводит к формированию впереди лавы более про-
тяженной зоны опорного давления (при этом коэффициент концен-
трации напряжений может быть в 2 – 3 раза большим), чем на участ-
ках пласта, где такие мощные слои отсутствуют. В связи с этим
крепь выемочных выработок претерпевает большую нагрузку и на
более протяженных участках. Это особенно сказывается при скоро-
стях подвигания очистных забоев более 6 м/сут. [7, 8].
Прогноз и управление состоянием горного массива
148
За период подземной разработки угольных пластов установлено
влияние многих факторов на перераспределение напряжений в гор-
ном массиве и устойчивость горных выработок. Так, величина вер-
тикальной составляющей тензора напряжений в нетронутом массиве
на европейском континенте может быть определена по формуле [9]
σв = 0,019Н + 1,97, (1)
где σв – вертикальная составляющая тензора напряжений, МПа; Н –
глубина разработки, м.
Установлено, что для различных районов нашей планеты вели-
чина вертикальных напряжений может быть определена по формуле
[10]
σв = 0,027Н. (2)
Горизонтальная составляющая тензора напряжений формируется
за счет бокового распора, но в результате действия тектонических
процессов она может превосходить вертикальную составляющую в 3-4
раза [11].
Несмотря на большой объем выполненных исследований в об-
ласти поддержания и охраны горных выработок такой вопрос, как
влияние мощных породных слоев на устойчивость горных вырабо-
ток при высоких скоростях подвигания очистных забоев изучен не
достаточно детально.
Количество шахтопластов со сложным и весьма сложным типа-
ми обрушаемости основной кровли довольно велико. Так только в
Донецко-Макеевском, Красноармейском и Торезско-Снежнянском
угленосных районах Донбасса залегает 42 шахтопласта (19 % от
общего количества шахтопластов) со сложным и весьма сложным
типами обрушаемости основной кровли [12].
С целью установления влияния мощных песчаников, залегаю-
щих в кровле угольных пластов, на устойчивость выемочных выра-
боток сотрудниками Института физики горных процессов НАН Ук-
раины были проведены исследования на шахте «Красноармейская-
Западная №1», которые показали, что в поддерживаемых в массиве
выемочных выработках 5-й южной лавы блока № 3, 5-й южной лавы
блока № 6 и 6-й южной лавы блока № 6 суммарная скорость смеще-
ния пород кровли и почвы в зоне опорного давления зависит от ско-
рости подвигания очистного забоя (рис. 1). Так, с изменением ско-
рости подвигания лавы с 1,07 м/сут до 8,1 м/сут (в 7,57 раза) ско-
Прогноз и управление состоянием горного массива
149
рость конвергенции пород кровли и почвы на расстоянии 20 – 25 м
от лавы увеличивается с 1,2 до 8,8 см/сут, т.е. в 7,3 раза.
В присечной выработке скорость смещения кровли и почвы на
расстоянии 20-25м от лавы изменяется с 0,9 до 6,58 см/сут, т.е. так
же в 7,3 раза. Такое изменение скорости смещений пород обуслов-
лено зависанием консоли песчаника мощностью от 18 до 26 м. При
малых скоростях подвигания лавы (до 3,5 м/сут) длина консоли на-
ходится в пределах 25 – 35 м. С увеличением скорости подвигания
очистных забоев от 3,5 до 7,0 м/сут наблюдается увеличение длины
зависающей консоли песчаника до 75 – 100 м. Но это в тех случаях,
когда породы не нарушены мелкоамплитудными дизъюнктивными
нарушениями.
При наличии нарушений в выемочном поле величина зависаю-
щей консоли не превышает расстояния между дизъюнктивами. В
этом случае горные породы поделены на блоки, которые не создают
такой высокой концентрации напряжений в зоне опорного давления,
как при монолитных породах.
Исследования показали, что на участках, где расстояние между
дизъюнктивными мелкоамплитудными нарушениями превышает
350 – 500 м суммарная скорость смещения пород кровли и почвы
вне зоны влияния лавы не зависят от ее скорости подвигания и не
превышают 0,25 см/сут.
В присечных к выработанному пространству выработках ско-
рость смещения пород кровли и почвы в среднем в 1,4 раза меньше,
чем в поддерживаемых в массиве (см. рис. 1).
Рис. 1. Изменение суммарной
скорости смещения пород кров-
ли и почвы (V) от скорости под-
вигания лавы (Vл): 1 – выработ-
ка в массиве; 2 – выработка про-
ведена вприсечку к выработан-
ному пространству.
Прогноз и управление состоянием горного массива
150
Зависимость изменения скорости смещения пород в пределах
зоны опорного давления описывается уравнением
V = α Vл L-0,86, (3)
где V – скорость смещения пород кровли и почвы в пределах зоны
опорного давления, см/сутки; α – коэффициент, зависящий от усло-
вий поддержания выработки. Для выработок поддерживаемых в
массиве α = 14,7, а для присечных выработок α = 10,0; Vл – ско-
рость подвигания лавы, м/сут.; L – расстояние до лавы в пределах
зоны опорного давления, м.
Конвергенция пород боков выработки в зоне опорного давления
так же зависит от скорости подвигания очистного забоя (рис. 2). Так,
в выработке, поддерживаемой в массиве (на расстоянии 20 – 25 м от
лавы) скорость смещения боков изменяется с 1,9 до 4,3 см/сут (т.е. в
2,3 раза) при изменении скорости подвигания лавы с 1,07 до 8,1 м/сут.
Рис. 2. Изменение скорости смещения боков выработки (Vб) от скорости
подвигания лавы (Vл): 1 – выработка в массиве; 2 – присечная выработка.
В выработках, проведенных вприсечку к выработанному про-
странству величина скорости конвергенции боков в 1,3 – 2,0 раза
меньше, чем в поддерживаемых в массиве выработках. Зависимость
изменения скорости смещений боков выработок в зоне опорного
давления описывается уравнением
Vб = b Vл L-0,86, (4)
где Vб – скорость смещения боков выработки, см/сут; b – коэффици-
ент, зависящий от места расположения выработки. Для выработок
Прогноз и управление состоянием горного массива
151
поддерживаемых в массиве b = 9,2, а для проведенных вприсечку к
выработанному пространству b = 6,6.
Впереди зоны опорного давления скорость смещения боков вы-
работки, проведенной вприсечку к выработанному пространству, не
превышает 0,15 см/сут., и не зависит от скорости подвигания лавы.
Максимальная скорость смещения боков выработки поддерживае-
мой в массиве в 1,2 раза больше и равна 0,18 см/сут. При отсутствии
монолитных мощных породных слоев в кровле пласта она не пре-
вышает 0,12 см/сут.
Из изложенного можно сделать вывод, что мощные монолитные
породы, залегающие в кровле пласта оказывают существенное влия-
ние на скорость смещения пород в зоне опорного давления. Причем
скорость смещения пород в выработках, поддерживаемых в массиве
больше, чем в присечных выработках. При делении на блоки мощ-
ных породных слоев мелкоамплитудными дизъюнктивными нару-
шениями влияние этих пород в зоне опорного давления на скорость
смещения снижается.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горное давление в подготовительных выработках угольных
шахт / Давыдович И.Л., Бажин Н.П., Коренный Ю.П., Куняев
Е.В. и др. – М.: Недра, 1971. – 258 с.
2. Зборщик М.П., Костенко В.К., Антропов В.И. Охрана подгото-
вительных выработок в зонах разгрузки при развитии очистных
работ // Разработка месторождений полезных ископаемых. – К.:
Техника. – 1982. – С. 40 – 47.
3. Касьян М.М. Геомеханічні основи управління зоною
зруйнування порід навколо виробок для забезпечення їх
стійкості на великих глибинах: Автореф. дис… д-ра техн. наук:
05.15.02 / ДонНТУ. – Донецьк, 2002. – 35 с.
4. Турчанинов И.А. Особенности проявления горного давления при
действии технических напряжений // Технология разработки
рудных месторождений и проблема освоения больших глубин. –
Л.: ЛГИ. – 1980. – С. 100 – 108.
5. Акимочкин П.В., Каменский В.П. Влияние дизъюнктивних
нарушений на проявления горного давления // Горное давление в
капитальних и подготовительних работах. – Новосибирск: ИГД.
– 1981. – С. 46 – 48.
Прогноз и управление состоянием горного массива
152
6. Кольчик Е.И., Кольчик И.Е. Исследование влияния геологиче-
ских нарушений на устойчивость выработок.- Физико-
технические проблемы горного производства. – Донецк: Дон-
ФТИ. – 2002. – С. 61 – 64.
7. Кольчик Е.И., Болбат В.А., Демченко А.И., Кольчик И.Е. Влия-
ние мощных породных слоев кровли на конвергенцию пород в
выемочных выработках // Геомеханическая механика. – Вып. 56.
– Днепропетровск: 2005. – С. 92 – 96.
8. Демченко А.И. Влияние скорости подвигания лавы на смещения
пород в выемочных выработках // Физико-технические пробле-
мы горного производства. – Донецк: 2004. - № 7. – С. 119 – 121.
9. 9. Blockwooib R.L. Towords the prediction of pre-mining stresses in
the European continent // Appl. Rock. Mech. Mining Proc. Conf. –
London 1981. – p. 36 – 39.
10. Brown E.A., Hock E. Trends in relations hips between measured in
situ stresses and depth // Int. J. Rock. Mech. Mining Sci. and
Geomech. Abstr. – 1978. – №4. - p. 211 – 215.
11. Вдовин К.Д., Кожогулов К.Ч., Тигеленов К.С. Исследование на-
пряженного состояния горных пород Чон-Койского месторож-
дения // Горные удары, методы оценки и контроля удароопасно-
сти горных пород. – Фрунзе: Илим. – 1979. – С. 270 – 277.
12. Каталог шахтопластов Донецкого угольного бассейна с характе-
ристикой горно-геологических факторов и явлений. – М.: ИГД
им. А.А. Скочинского. – 1982. – 268 с.
|