Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок



страница5/6
Дата09.08.2019
Размер472 Kb.
#127919
ТипИнструкция
1   2   3   4   5   6

5. Примеры

     5.1. Построение границ опасных зон в пласте с затопленными выработками и в нижележащих пластах (рис.1)

Рис. 1. Построение границ опасных зон у затопленных выработок


(барьерных и предохранительных целиков) в свите пластов

     Горные выработки вышележащего пласта в контуре АБВГ затоплены. Вынутая мощность пласта на затопленном участке т = 1,2 м, угол падения 22°. Расстояние от земной поверхности до затопленной выработки Н = 160-240 м.


     
     Под затопленными выработками залегают три пласта. Их мощности и расстояния до затопленных выработок по нормали приведены в табл. 1.
     
     Суммарная мощность аргиллитов и алевролитов в толще пород между затопленными выработками и пластом 2-20м. Пласты не опасны по горным ударам.
     

Таблица 1



Пласт

Мощность пласта, м

Расстояние до затопленных выработок, м

2

1,9

37

3

1,3

56

4

2,1

76

Расчет и построение опасной зоны (барьерного целика)


у затопленных выработок в пласте 1

     В соответствии с п. 1.4 настоящей Инструкции ширину опасной зоны (барьерного целика) в пласте 1 рассчитываем по формуле (1):


     

d = 0,05Н + 5m +.

     У верхней границы затопленных выработок при Н = 160 м; m = 1,2 м и = 5 м получим d = 0,05 · 160 + 5 · 1,2 + 5 = 19 м.


     
     Поскольку d оказалось меньше 20 м, то согласно п. 1.4 ширину опасной зоны принимаем равной 20 м.
     
     У нижней границы затопленных выработок ширина опасной зоны, рассчитанная по формуле (1), составит:
     

d = 0,05 · 240 + 5 · 1,2 + 5 = 23 (м).

     Отложив на плане горных выработок пласта 1 от угловых точек Б и В контура затопленных выработок в направлении простирания принятую ширину опасной зоны 20 м и в направлении восстания пласта ее горизонтальную проекцию - 18,5 м, получим точки 1, 2, 3, 4.
     
     Аналогичным образом откладываем от точек Б и В ширину опасной зоны 23 м в направлении по простиранию и ее горизонтальную проекцию в направлении падения пласта. Получаем точки 5, 6, 7, 8.
     
     Соединяем точки 1 и 5, а также точки 3 и 7 прямыми линиями и продолжаем их до пересечения с прямыми, соединяющими точки 2 и 4, а также точки 6 и 8. Полученные точки пересечения линий а, б, в, г будут являться угловыми точками контура "опасной зоны (барьерного целика) в пласте 1.
     

Построение границ опасных зон


(предохранительных целиков) в пластах
под затопленными выработками

     Безопасная глубина подработки затопленных выработок пластом 2 мощностью 1,9 м, рассчитанная по формуле (3), составляет 40 · 1,9 = 76 (м), что значительно больше фактического расстояния по нормали (37 м) от этого пласта до затопленных выработок. Поэтому в пласте 2 под затопленными выработками устанавливается опасная зона. Границу опасной зоны (предохранительного целика) согласно п. 1.11 настоящей Инструкции определяют по углам разрывов. Величины углов разрывов принимают согласно "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях". На данном месторождении при угле падения пластов = 22° получим


     
     Строим вертикальный разрез вкрест простирания пластов (см. рис. 1) и проектируем на него с плана точки а, б, в, г. Получаем точки а (г) и б (в). Из точки а (г) проводим линию под углом до пересечения с пластом 2 и получаем точку к (л). Также из точки б (в) проводим линию под углом до пересечения с пластом 2 и получаем точку д (е).
     
     Строим вертикальный разрез по простиранию и переносим на него с плана и разреза вкрест простирания угловые точки опасной зоны в пласте 1. Из точек г и а проводим линии под углом до пересечения с горизонтальной линией, проходящей через точку к (л), и получаем точки л и к. Также из точек в и б проводим линии под углом до пересечения с горизонтальной линией, проходящей через точку д (е), и получаем точки е и д. Точки л, к, е и д являются угловыми точками контура опасной зоны в пласте 2 на разрезе по простиранию.
     
     Проектируем на план с разреза вкрест простирания точки к (л) и д (е), а с разреза по простиранию - точки л, к, е и д. Поскольку углы разрывов и приняты равными 90°, угловые точки б и в контура барьерного целика в пласте 1 будут совпадать с угловыми точками д и е контура предохранительного целика в пласте 2. В результате на плане угловыми точками контура предохранительного целика в пласте 2 будут являться точки к, д (б), е (в), л.
     
     Поскольку затопленные выработки не подрабатываются первым нижележащим пластом, то безопасную глубину подработки затопленных выработок пластом 3 рассчитываем по мощности только этого пласта, равной 1,3 м. По формуле (3) безопасная глубина разработки пласта 3 под затопленными выработками составит N = 40 · 1,3 = 52 (м), что меньше фактического расстояния (56 м) от пласта до затопленных выработок. Поэтому подработка затопленных выработок пластом 3 является допустимой.
     
          Для повторной подработки затопленных выработок пластом 4 безопасная глубина определяется в соответствии с п. 1.9 настоящей Инструкции с учетом мощности ранее вынутых пластов. При мощности пласта более 2 м и С/20т < 0,4 безопасная глубина разработки пласта 4 - N, рассчитанная по формуле (7), составит N = 35 + 0,4m) = 35 (2,1 + 0,4 · 1,3) = 92 (м), но не менее 110 м, что превышает фактическое расстояние (76 м) от пласта 4 до затопленных выработок. Поэтому в пласте 4 должна устанавливаться опасная зона. Построение ее производится так же, как и в пласте 2 от границ предохранительного целика в вышележащем ближайшем пласте.
     
     Если оставить предохранительный целик в пласте 3, то N для пласта 4 будет рассчитываться по формуле (4) и составит N = 35 · 2,1 = 74 (м), но не менее 80 м, что больше фактического расстояния от пласта 4 до затопленных выработок, поэтому в пласте 4 должна устанавливаться опасная зона.
     
     

5.2. Расположение опережающих скважин при ведении горных работ в опасной зоне с недостоверным контуром затопленных выработок (рис. 2)


Рис. 2. Расположение опережающих скважин при проведении штрека в опасной


зоне с недостоверным контуром затопленных выработок

     Контур затопленных выработок, показанный на маркшейдерском плане, признан недостоверным. В соответствии с п. 2.13 настоящей Инструкции ведение горных работ а пределах опасной зоны допускается только бурением опережающих скважин, позволяющих контролировать отсутствие затопленных выработок на расстоянии от проходимых, не меньшем расчетной ширины барьерного целика.


     
     Вынутая мощность пласта в затопленных выработках - 1,8 м, угол падения пласта - 7°, расстояние от земной поверхности до планируемого к проходке штрека в опасной зоне - 140 м. В этих условиях рассчитанную по формуле (1) ширину барьерного целика, подлежащую проверке опережающими скважинами, принимаем равной 20 м. Необходимое для этого количество скважин и их направления определяем исходя из того, что согласно п. 4.2 максимальное расстояние между опережающими скважинами, расположенными в пласте с затопленными выработками, не должно превышать 10 м.

     Порядок действий по определению направлений и длин опережающих скважин принят следующий:


     
     1. Наносим на план утвержденную границу безопасного ведения горных работ АБВ, проектируемый штрек и границу зоны вокруг него, подлежащей проверке опережающими скважинами, - I - II - III - IV. Линию II - III проводим на расстоянии от границы безопасного ведения горных работ, равном расчетной ширине барьерного целика, в пределах которого согласно п. 1.6 отсутствуют затопленные выработки.
     
     2. Камеру для бурения опережающих скважин располагаем у границы безопасного ведения горных работ. Первую скважину с устьем в точке к задаем по направлению касательной к дуге окружности, проведенной из точки /// радиусом 5 м, и проводим ее до границы проверяемого целика. Скважину № 2 бурят по направлению проектируемого штрека. По расстоянию между забоем скважины № 1 и скважиной № 2 определяем количество и направления дополнительных скважин, исходя из того, что расстояние между ними не должно превышать 10 м. По данным, приведенным на рис. 2, дополнительно необходимо пробурить две скважины (№ 3 и № 4).
     
     3. Если опережающими скважинами будет установлено отсутствие затопленных выработок на контролируемом ими участке опасной зоны, то проходка штрека станет безопасной до линии лм, проведенной на расстоянии d от границы бв проверенного участка. Затем приступают к бурению второго и последующих циклов опережающих скважин. Местоположение камеры для бурения и направление опережающих скважин определяется так же, как в первом цикле.
     
     Аналогичным образом контролируют опережающими скважинами опасную зону у штрека со стороны падения пласта. При этом следует учитывать, что бурение опережающих скважин в полосах опасной зоны шириной d у границ безопасного ведения горных работ не требуется. Подготовительные и очистные выработки в этих полосах можно проводить с мероприятиями по безопасности, как в опасных зонах (барьерных целиках) у затопленных выработок с достоверным контуром.

     На рис. 2 граница, до которой опасная зона у штрека со стороны падения пласта должна контролироваться опережающими скважинами, показана пунктирной линией де, совпадающей в данном примере с линией / - //.


     

5.3. Определение зоны вероятной встречи скважины


в разрабатываемом пласте при отсутствии замеров
ее искривления (рис. 3)

Рис. 3. Зона вероятной встречи скважины в пласте
при отсутствии замеров ее искривления

     На одной из угольных шахт Ростовской области запланированы горные работы на участке пласта, перебуренного скважиной. Замеры искривления скважины отсутствуют. Глубина скважины 640 м, угол падения перебуренного пласта 8°.


     
     В соответствии с п. 1.19 при отсутствии замеров искривления скважины границу зоны, опасной по прорывам воды из нее, устанавливают относительно контура зоны вероятной встречи скважины в пласте, определяемого по результатам статистической обработки данных отклонений скважин от вертикали в аналогичных условиях. В связи с этим на шахтах Ростовской области были собраны сведения по скважинам, устья и точки пересечения которых с пластом зафиксированы на планах горных выработок. Точки пересечения скважин с угольными пластами рассчитаны по данным инклинометрии. Всего таких скважин собрано 75. Глубина скважин от 184 до 778 м. Средняя глубина - 476 м. Углы падения перебуренных пластов изменялись от 0 до 43° при среднем угле падения 10°, 4 (табл. 2).
     
     При обработке собранных данных по методике, приведенной в приложении, принималось = 100 м и для этой глубины по формуле (12) определялись значения, а затем по формуле (13) - значение , . По полученным их значениям вычислены координаты центра области рассеяния скважин по формуле (14) при = 10°,4:
     

Таблица 2



Сведения по искривлению скважин и их обработка для определения зоны вероятной встречи скважины при отсутствии замеров ее искривления

Номер



, (...°)



Н, м



r, м



=
r (100/Н), м


 

cos



sin   



                 
 

   

 


 


 



 


 



                               

 

поряд- ковый

сква- жины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

1

2681

8

330

10

3,0

195

-0,966

-0,259

-2,9

-0,8

-0,5

4,3

0,3

18,5

-2,2

2

1313

6

277

20

7,2

240

-0,500

-0,866

-3,6

-6,2

-1,2

-1,1

1,4

1,2

1,3

3

3554

8

315

16

5,1

50

0,643

0,766

3,3

3,9

5,7

9,0

32,5

81,5

51,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

74

2284

2

184

5

2,7

60

0,866

0,500

2,3

1,4

4,7

6,5

22,1

42,3

30,6

75

2280

13

368

31

8,4

230

-0,643

-0,766

-5,4

6,4

-3,0

-1,3

9,0

1,7

3,9

Сумма Z

780

35670

-

-

-

-

-

-183,2

-380,6

-

-

1163,7

1215,5

534,5

Среднее

10,4

476

-

-

-

-

-

-2,4

-5,1

-

-

-

-

-


 = -2,4 м;   = -5,1 м.

     Далее по разности между х, y для каждой скважины и их средними значениями х, y по формулам (16)-(20) вычислены значения и :


     

= 3 м;   = 4,8 м.

     Для дальнейших расчетов принимается = 4,8 м.


     

     Для искомой скважины глубиной Н = 640 м при = 8° координаты центра области рассеяния, рассчитанные по формуле (15), составили


     

= -2,4 = -12 (м);

= -5,1 =-25 (м).

     Погрешность определения местоположения скважины по данным инклинометрии согласно приложению к данной Инструкции принимаем т = 0,0227Н. Тогда радиус окружности зоны, в которой с веротностью 0,99 будет встречена искомая скважина, рассчитанный по формуле (22), составит


     

(м)

     Полученное значение радиуса окружности зоны вероятной встречи искомой скважины сравниваем с рассчитанным по формуле (10):



r = KH = 0,15·640 = 96 (м).

     Поскольку полученное значение 101 м больше рассчитанного по формуле (10), то радиус окружности зоны вероятной встречи скважины принимаем R = 101 м. Зона вероятной встречи скважины показана на рис. 3.


     
     Увеличив радиус R на величину d, рассчитанную по формуле (1), получим радиус окружности зоны, в пределах которой горные работы должны проводиться с мероприятиями по безопасности от прорыва воды, предусмотренными Инструкцией.
     



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница