Прогноз устойчивости пород вмещающих угольные пласты

Обобщенные результаты прогнозной оценки поведения активной кровли, ее нагрузочные свойства и устойчивость непосредственной кровли представлены в виде специальных прогнозных карт по пластам Владимировскому и Лутугинскому, для чего были построены литолого-фациальные разрезы по XXII, XXIIa, XXI, XXIa, XX, Моховской, XIX  и XVIII (чертеж № 19) разведочным линиям для достоверного анализа изменчивости природных параметров, выявления и пространственного распределения различных литотипов пород (песчаников, алевролитов, аргиллитов и др.) между собой их взаимопереходов и сочетаний в пространстве.

Литологические колонки на разрезах вычерчивались в масштабе 1:500 на которых показаны все слои пород мощностью более 0,2-0,3 м, слева от колонки подписывалась мощность слоев литотипов, справа мощность прослойков и пластов угля. Выявленные взаимосвязи признаков вмещающих пород изображенные на литолого-фациальных разрезах, позволили отобразить в цифровых индексах поведение активной кровли и перенести эти данные на карты прогноза устойчивости с указанием мест отбора проб на изучение физико-механических показателей, линий равных отношений мощности непосредственной кровли к вынимаемой мощности угольного пласта, границы и контуры того или иного типа кровли, почвы, контуры распространения ложной кровли и почвы.

Для отражения на одном листе прогнозной карты многих параметров поведения кровли и почвы используются штриховые, цветовые, цифровые и буквенные способы выражения признаков в плоскости одного рисунка.

По пласту Владимировскому (чертеж № 17)  активная кровля выделена трех классов. На большей части шахтного поля выделена трудноуправляемая с тяжелой основной кровлей, которая представлена кварцево-полевошпатовыми песчаниками мощностью от 10 до 30 м. Песчаники полосчатые за счет алевролита и растительного детрита. Мелко- и среднезернистые, серые и темносерые. Предел их прочности на  сжатие изменяется от 40 до 112 МПа, для трещиноватых и выветрелых соответственно 17-38 МПа и 11-30 МПа. Местами оконтурены небольшие площади возможного проявления неустойчивой кровли при легкой основной (1.3.1.) по причине незначительного горного давления и низких прочностных свойств пород (12 МПа), находящихся в зоне физического выветривания. С погружением на глубину и повышением прочностных свойств пород на карте выделены площади со среднеуправляемой и среднеустойчивой кровлей. Повышенная обводненность и трещиноватость пород кровли независимо от генетического типа способствует снижению их устойчивости в горных выработках.

Читать также:  Стоимостная оценка продукции горных предприятий

Непосредственная кровля пласта, представленная песчаниками, имеет широкое распространение на севере шахтного поля и отнесена к устойчивой и среднеустойчивой. Породы неустойчивой кровли представлены алевролитами разнозернистыми. Мощность слоев обычно равна или меньше 2-3 м. Такая кровля требует немедленного крепления. Кровля, представленная углистыми породами, либо из набора слоев аргиллитов, алевролитов мощностью 0,1-0,3 м выделена как «ложная» склонная к самообрушению.

Непосредственную почву пласта слагают алевролиты и  песчаники. Эти породы являются и основной почвой. Реже в непосредственной почве расположены углистые породы, которые выделены в участки с «ложной» почвой. Небольшая глубина залегания, достаточно высокий предел прочности пород на сжатие (43-58 МПа) позволяет сказать о почве, как не склонной к пучению. Однако наличие таких факторов, как трещиноватость, повышенная степень размокаемости, приуроченность участков к геосинклиналям, присутствие в породах почвы углистых материалов позволяет предполагать появление почв склонных к пучению.

Для построения прогнозной карты по пласту Лутугинскому (чертеж № 18) за активную кровлю принято суммарное число литологически выраженных слоев различных песчаников, алевролитов, аргиллитов и их углистых разновидновтей мощностью от нескольких сантиметров до 1,5-10,0 м. Пограничным в верхнем ярусе кровли является почва вышележащего пласта Владимировского. Мощность активной кровли составляет 20-30 м. Она представлена породами средней крепости. В алевролитах сопротивление сжатию колеблется в пределах 47-72 МПа, в песчаниках соответственно 49-98 МПа. В северной части шахтного поля основная кровля отнесена к трудноуправляемой с тремя сочетаниями типов по устойчивости непосредственной кровли — среднеустойчивая (2), неустойчивая (3) и весьма неустойчивая (4), по нагрузочным свойствам эта кровля расценивается как тяжелая. Среднеустойчивая (2) со средним типом устойчивости (2) непосредственной кровли и средним типом (2) по нагрузочным свойствам кровля выделена в южной части шахтного поля. Из толщи активной кровли мощностью 2,0-8,0 м выделена непосредственная кровля. Это мелко- и среднезернистые алевролиты, часто с признаками слоистости, содержащие иногда примесь растительного детрита, средней крепости. Наличие неустойчивой ложной кровли, представленной углистым алевролитом и углистым аргиллитом, будет осложнять ведение горных работ. Такая кровля не допускает даже кратковременных незакрепленных обнажений, вываливается одновременно с выемкой угля, засоряя его.

Читать также:  Промышленная угленосность связана с отложениями кемеровской свиты, которая включает пласты угля Кемеровский, Волковский, Подволковский, Владимировский и Лутугинский

Почва пласта отнесена к несклонным к пучению, так как на большей части шахтного поля представлена песчаниками мощностью 2-8 и более метров, средней крепости, реже алевролитами мощностью от нескольких сантиметров до 1,5-2,0 м.

На площади шахтного поля всего по нескольким скважинам выделены «ложные» и склонные к пучению почвы.

Петрографический состав пласта Лутугинского наиболее полно был изучен на участке Кедровский 1 по уклону № 2. Как и на шахтах Кемеровского района (Центральная, Северная, Южная) пласт сложен полуматовым зернистым углем переходящим в полублестящий, иногда со слоями мятого бесструктурного угля с зеркалами скольжения. На шахте Южная пласт, как правило, был разбит множеством мелких трещин, вдоль которых происходит перемещение угольной массы. Уголь в забое выработок легко откалывался и распадался на мелкие скорлупообразные обломки с блестящими поверхностями притирания. Такая же структура угля пласта отмечается и по керну скважин на участке Латышевском. На шахте Центральная пласт Лутугинский являлся самым нарушенным, с частыми послойными смещениями, очень слабый, легко обрушался в горных выработках под влиянием собственного веса.

Читать также:  Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России

Разработка пласта Лутугинского на поле шахты «Владимировская» возможна лишь после вскрытия его горной выработкой и изучения поведения кровли пласта.

Оцените статью
Информационный блог
Добавить комментарий