От высоких напряжений

Основными региональными способами приведения массива пород в неудароопасное состояние являются:

§ разгрузка массива пород в пределах горизонта или отрабатываемого блока от действующих напряжений;

§ снижение напряжений или предотвращение концентрации напряжений на отрабатываемом горизонте (протяженном участке).

Первый способ характеризуется созданием вертикальных и горизонтальных разгрузочных зон, использование защитной опережающей выемки, надработка и подработка участков, формирование разгрузочных щелей и выработок.

Например, опыт отработки месторождений Норильского региона показал, что опережающая выемка защитного слоя по верхнему контакту рудного тела обеспечивает достаточную устойчивость очистных выработок и безопасность добычных работ. Надработка и подработка разгружают рудную залежь, а очистную выемку можно вести как в нисходящем, так и в восходящем порядке. Опасность проявления горного давления в динамической форме в очистном забое при этом минимизируется. Региональная разгрузка особенно актуальна при разработке мощных месторождений системами с этажным принудительным обрушением и донным выпуском руды через сложный комплекс пересекающихся и взаимовлияющих друг на друга выработок, где применение локальных профилактических мероприятий существенно ограничено по технологическим причинам.

Второй способ, изложенный ранее, сводится к рациональному направлению фронта отработки, его прямолинейности без оставления целиков, недопущению отработки встречными и догоняющими фронтами.

Как отмечают ряд специалистов [Д.М. Бронников, 1982], весьма важным вопросом управления горным давлением на удароопасных месторождениях является также интенсивность ведения горных работ. Высокая скорость продвижения фронта, особенно с большими объемами одновременного обрушения руд, вызывает мгновенное нагружение массива в зоне опорного давления и создаются условия для хрупкого, взрывоподобного разрушения горных пород.

При недостаточной скорости продвижения фронта очистных работ, массив горных пород переуплотняется, в нем накапливается упругая энергия деформирования и также возрастает вероятность проявления горного давления в динамической форме. Из этих положений следует вывод, что интенсивность продвижения фронта очистной выемки, объемы одновременного обрушения слоя руды должны соответствовать способности к релаксации массива в объеме нарушенного последующего слоя отбойки, подготовленного наведенными техногенными трещинами к неупругому деформированию.

Локальные способы разгрузки массива характеризуются снижением опасных концентраций напряжений на небольших участках, в основном, в горных выработках и включают в себя:

§ камуфлетное взрывание шпуров и скважин;

§ бурение разгрузочных шпуров или скважин в кровле залежей;

§ придание сечению горизонтальных выработок устойчивой, например, шатровой формы.

Камуфлетное взрывание шпуров и скважин применяют для приведения в неудароопасное состояние участков массива и отдельных целиков, прилегающих к выработкам, расположенным в зоне и вне зоны влияния очистных работ, а также в районах тектонических нарушений.

Разгрузку удароопасных участков массива бурением скважин (шпуров) применяют в зоне влияния очистных работ для разгрузки очистных выработок, целиков, а также сопряжений подготовительных выработок.

Внедрение шатрообразной формы выработок, пройденных по направлению главных напряжений, как показывает практика, обеспечивает их устойчивость и длительную сохранность.

Таким образом, защита подготовительных и очистных выработок от проявлений горного давления в динамической форме сводится к следующим правилам и мероприятиям:

· трассировка горных выработок в шахтном поле и порядок отработки залежей должны обеспечивать планомерное извлечение запасов по возможности без образования различного рода целиков, краевых углов и выступов фронта очистных работ; выемку месторождения следует осуществлять от центра к флангам;

· система разработки должна обеспечивать одностадийный порядок выемки без оставления целиков с минимальной изрезанностью массива подготовительно-нарезными выработками. Развитие фронта очистной выемки необходимо вести по направлению максимальных главных напряжений, действующих в массиве, а скорость его подвигания должна соответствовать способности обнажений руд и пород к релаксации;

· в особо опасных условиях следует производить надработку или подработку рудных тел;

· капитальные выработки (по возможности подготовительные) следует располагать вне зоны влияния очистных работ;

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

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

· сбойка двух выработок на удароопасных участках с расстоянием между забоями 15 м должна вестись одним забоем, второй забой при этом останавливают. Образующийся при сбойке целик должен быть приведен в неудароопасное состояние по всей площади.

Контрольные вопросы и задания к главе 6

1. Какие факторы оказывают влияние на величину горного давления?

2. Что понимают под опорным горным давлением?

3. Назовите основные способы управления горным давлением.

4. Какие методы определения напряженного состояния нетронутого массива горных пород применяются на рудниках?

5. Охарактеризуйте формы динамического проявления горного давления.

6. Какие методы защиты горных выработок от динамических разрушений рекомендуются на удароопасных месторождениях?