Методы снижения удароопасности массива

Чтобы привести массив в неопасное состояние, необходимо использовать один из двух принципов:

■ или понизить уровень максимальных действующих напряжений вблизи контура выработки,

■ или заглубить максимум действующих напряжений глубже в массив

Первый принцип реализуется следующими мероприятиями:

Ö раскройка месторождения на шахтные поля и порядок их отработки должны обеспечивать планомерное извлечение запасов по возможности без образования межшахтных целиков, острых углов и выступов фронта очистных работ;

Ö ограничение встречных и догоняющих фронтов очистных работ;

Ö сокращение применения камерных систем разработки с открытым выработанным пространством;

Ö опережающая отработка защитных залежей (слоев) для создания защищенных зон;

Ö расположение выработок в защищенных зонах;

Ö проходка подготовительных выработок по направлению действия в массиве максимальных горизонтальных напряжений или в пределах «разрешенных» направлений;

Ö исключение выработок, проходка которых должна вестись в «запрещенных» направлениях; при необходимости проходки выработок в «запрещенных» направлениях их сечению необходимо придавать шатровую форму;

Ö расстояние между ближайшими бортами выработок и камер различного назначения на удароопасных участках должно быть не менее 4D, где D - наибольший размер поперечного сечения большей выработки;

Ö снижение количества выработок, проходимых в зонах опорного давления вблизи фронта очистных работ;

Ö пересечение выработок должно осуществляться, как правило, под прямым или близким к нему углом;

Ö сбойка двух выработок на удароопасных участках с расстояния между забоями 15 м должна вестись одним забоем, второй забой должен быть остановлен. Образующийся при сбойке целик должен быть приведен в неопасное состояние по всей площади.

Второй принцип реализуется путем создания защитной зоны с помощью:

Ö камуфлетного взрывания;

Ö бурения разгрузочных скважин, щелей, полостей.

Защитные зоны образуются путем создания в краевых (призабойных) частях массива полосы (слоя, щели) частично разрушенных пород. Плоскость разгрузочной щели должна быть перпендикулярна направлению действия в массиве максимальных напряжений в массиве.

Глубина разгрузочной щели для создания защитной зоны в бортах выработки должна быть не менее половины габарита выработки (как правило, высоты). Длина защитной зоны по протяженности выработки должна на 2 м с каждой стороны превышать длину удароопасного участка. Длина заряда в камуфлетных шпурах должна быть не менее требуемой ширины защитной зоны. Камуфлетные шпуры взрывают электродетонаторами с миллисекундным замедлением совместно со шпурами по отбойке породы. Количество одновременно взрываемых шпуров и параметры камуфлетного взрывания уточняются опытным путем.

Способы управления горным давлением

Управление горным давлением или поддержание выработанного пространства в безопасном состоянии сводятся к четырем основным способам (рис. 3.12):

· естественное поддержание опорами (целиками) (рис.. 3.12а);

· закладкой выработанного пространства (рис.. 3.12б);

· обрушением руды и вмещающих пород (рис.. 3.12в);

· комбинированное поддержание выработанного пространства закладкой и обрушением (рис.. 3.12г).

При естественном поддержании выработанное пространство остается открытым. Регулирование горного давления производится выбором размеров и параметров расположения постоянных рудных (породных) целиков.

Такой способ поддержания кровли применяется при отработке пологих и наклонных залежей сплошной и камерно-столбовой системой разработки.

Добыча руды с поддержанием выработанного пространства заполнением закладкой занимает ведущее место при необходимости сохранять налегающий массив и земную поверхность в условиях больших глубин, а также при выемке ценного полезного ископаемого.

Управление горным давлением заполнением выработанного пространства обрушенными вмещающими породами применяется для отработки мощных и весьма мощных залежей любого падения с малой и средней ценностью полезного ископаемого. Обрушение пород производится на отбитую руду принудительным взрыванием скважинных зарядов ВВ. В неустойчивых и весьма неустойчивых налегающих породах и достаточном пролете или площади обнажения происходит их самообрушение.

а

б

в г

Рис. 3.12. Системы разработки с различными способами поддержания очистного пространства: а - естественное поддержание опорами (целиками); б - закладкой выработанного пространства; в - обрушением руды и вмещающих пород; г - комбинированное поддержание выработанного пространства закладкой и обрушением.

1 – часть залежи, отрабатываемая системами разработки с закладкой выработанного пространства (камерами или слоями); 2 – часть залежи отрабатываемая системами с обрушением; стрелка – направление фронта очистных работ.

Комбинированный способ поддержания кровли включает выемку пластообразных обширных залежей чередующимися участками с твердеющей закладкой и с обрушением кровли в форме устойчивого свода. Устойчивость налегающего массива обеспечивается обоснованием необходимой прочности и ширины участка, заложенного твердеющей смесью.