7.7 Способы управления кровлей при валовой и селективной выемке калийных пластов Старобинского месторождения
На калийных рудниках Старобинского месторождения основным способом управления кровлей является полное обрушение, которое осуществляется механизированными крепями. При селективной выемке слоев II, II-III и III Третьего калийного пласта, селективной выемке Первого и Второго калийных пластов одной лавой на полную мощность кровля обрушается за крепью только на участках между выложенными УМЗ породными полосами. В местах расположения породных полос управление кровлей осуществляется плавным ее опусканием на податливые породные полосы. Описанный способ управления кровлей можно классифицировать или как вариант частичного обрушения пород, или как вариант частичной закладки выработанного пространства.
7.8 Горное давление в длинных очистных забоях
По сравнению с капитальными и подготовительными выработками, очистные забои (лавы) имеют ряд особенностей, среди которых можно выде-лить: непрерывное движение забоя, обуславливающее постоянное изменение поля напряжений вокруг выработки; меньшее время эксплуатации. Общая картина процессов, происходящих в массиве горных пород вокруг очистной выемки, заключается в изменении поля напряжений и, как следствие этого, в деформировании окружающих пород. В результате этого в очистных выработках развиваются процессы обрушения покрывающих пород.
В зависимости от способности отдельных слоев пород кровли к самообрушению, а также от расположения их по отношению к пласту различают ложную, непосредственную и основную кровлю. В терминологическом словаре «Горное дело» даны следующие понятия кровель:
а) Ложная кровля – слой или несколько слоев слабых пород кровли незначительной мощности, залегающих непосредственно над пластом и обрушающихся при выемке полезного ископаемого.
б) Непосредственная кровля (Н.к.) – толща пород, находящихся непосредственно над залежью полезного ископаемого.
Обычно толща пород Н.к. угольных пластов имеет небольшую мощность и легко обрушается вслед за подвиганием очистного забоя.
в) Основная кровля – толща пород, залегающая над непосредственной кровлей и обрушающаяся при выемке полезного ископаемого на значительной площади.
На Старобинском месторождении по результатам изучения геологиче-ского строения и прочностных свойств пород кровли Второго и Третьего калийных пластов, а также характера обрушения кровли при выемке пластов введены следующие понятия непосредственной и основной кровли:
–
65
обрушающихся при передвижке крепи лав. Шаг ее самопроизвольного обрушения составляет, в основном, 3-5 м;
– основная кровля – одна или несколько пачек (слоев) пород, залегающих над непосредственной кровлей на высоте 10-20 м от кровли пласта и имеющих в своем составе более прочные, чем в непосредственной кровле, пачки (слои) пород. Шаг ее самопроизвольного обрушения в несколько раз больший шага обрушения непосредственной кровли, преимущественно 10-25 м.
Применительно к разработке пластовых месторождений длинными очистными забоями существует множество различных гипотез определения горного давления. Среди них наиболее распространенной является гипотеза консольной плиты (рисунок 7.4).
Рисунок 7.4 – Схема к гипотезе консольной плиты
Эта гипотеза предполагает, что непосредственная и основная кровля над рабочим пространством поддерживаются главным образом за счет связи с неподработанным массивом и как бы представляют собой консоль. Наименьшее давление на крепь наблюдается у основания консоли, т.е. где она опускается незначительно. По мере удаления от забоя и приближения к свободному концу консоли, то есть к границе призабойного пространства, смещение ее увеличивается и давление возрастает.
При очистной выемке кровля периодически самопроизвольно обрушается за механизированной крепью. При этом снижается горное давление на крепь. По мере дальнейшего подвигания забоя длина консоли увеличивается, давление снова возрастает и картина повторяется.
Расстояние, через которое происходит обрушение кровли называется шагом обрушения. На угольных месторождениях при неустойчивой кровле шаг обрушения составляет 1-2м, при устойчивой – увеличивается до 10-20 м.
66