Разрыхляемость обрушенных пород и заполнение ими выработанного пространства

Установление типа кровли и ее индекса.

Характеристики вмещающих пород.

Для обозначения типов вмещающих пород используют трехбуквенные индексы АБП или АБС, где:

А – тип основной кровли по тяжести проявлений горного давления;

Б – тип непосредственной кровли по устойчивости;

П – прочная (на вдавливание) непосредственная почва;

С – слабая непосредственная почва.

Почва относится к прочной, если , и к слабой, если .

Тип кровли и ее индекс устанавливается в результате изучения заданных горно-геологических условий или конкретной стратиграфической колонки пласта и вмещающих пород. Затем производится сопоставление литологического состава с данными, приведенными в приложении (табл. 1 и 2.)

В выработанном пространстве вначале обрушается непосредственная кровля, затем – основная.

При обрушении пород непосредственной кровли их объем увеличивается. В зависимости от мощности непосредственной кровли обрушенные породы могут либо полностью заполнить выработанное пространство (подбутить основную кровлю), либо заполнить это пространство частично. В этом случае между обрушенной породой непосредственной кровли и основной кровлей остается свободное пространство (рис. 2.1).

Для расчетов заполнения выработанного пространства обрушенной породой используют коэффициент разрыхления К_р, который равен

(1.5)

где V₁ – объем обрушенной породы; V₂ – объем породы в массиве.

Рис. 1.1 Схема к расчету заполнения выработанного пространства обрушенной породой

При опускании или обрушении пород основной кровли происходит уплотнение ранее обрушенных пород непосредственной кровли. Максимальному уплотнению пород соответствует минимальный коэффициент разрыхления, который называют остаточным коэффициентом разрыхления (К_{ост .}).

Численное значение коэффициентов разрыхления некоторых пород приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Значения коэффициентов разрыхления

Порода	Кр	Кост
Песок Мягкий уголь Глинистый сланец Песчаный сланец Песчаник крепкий	1,05 – 1,15 1,2 1,4 1,6 – 1,8 1,5 – 1,8	1,01 – 1,03 1,05 1,10 – 1,25 1,10 – 1,15 1,25 – 1,3

Обрушенная порода подбутит основную кровлю (рис. 1.1) при условии, когда:

. (1.5)

Отсюда:

. (1.6)

где h_{н.к .} – мощность пород непосредственной кровли, м;

m – мощность пласта, м.

Обычно при расчетах используют остаточный коэффициент разры-хления. При К_ост.=1,15 , обрушенные породы полностью заполняют выработанное пространство и яляются искусственной опорой для основной кровли. Величина заполнения выработанного пространства h_зап составит h_зап=k_рh_нк, м. Свободное пространство между поверхностью обрушений породы и основной кровлей (h_св), как это видно из расчетной схемы, будет h_св = h_выр - h_зап, м, где h_выр – расстояние от почвы пласта до основной кровли. h_выр=m + h_нк

Условные обозначения некоторых типов пород приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3

Условные обозначения некоторых типов пород

Условные обозначения	Породы	Плотность у, т/м^3	Предел прочности при сжатии, МПа
непосредственная кровля	основная кровля
	Аргиллит	2.6-2.7	20-80	60-200
	Алевролит	2.5-2.6	20-80	60-200
	Известняк	2.7	20-80	60-200
	Песчаник	2.5-2.6	—	60-200
	Глинистый сланец	2.5-2.7	20-70	70-150
	Песчанистый сланец	2.5-2.7	25-80	80-150

Пример выполнения задания №1

Исходные данные:

m_ср.= 1,5м, средняя мощность пласта;

D m = 7 %, колебание мощности пласта;

d_min = 5^о, минимальный угол падения пласта;

d_max = 10^о, максимальный угол падения пласта;

q = 6 м³/т.с.д., относительная метанообильность;

w = 5 м³/час, приток воды в лаву;

L_л = 200 м, длина лавы;

L_ст = 950 м., длина выемочного столба;

R - показатель разрушаемости пласта – хрупкий;

γ_ср=2,5 т/м³ – средняя плотность вмещающих пород.

Характеристика пласта

Строение пласта	Мощность пачки, m, м	Сопротивл. резан. Арез, кН/м	Плотность g, т/м^3
Нижняя пачка	0,5		1,45
Прослой породы	0,1		1,98
Верхняя пачка	0,9		1,40

Характеристика пород

Название породы	Толщина слоя, м	Сопротивляемость сжатию,sсж, Мпа
Почва
Песчаник	0,7
Алевролит	0,6
Кровля
Глинистый сланец	0,18
Аргиллит	0,20
Глинистый сланец	0,25
Алевролит	0,17
Песчанистый сланец	0,38
Аргиллит	6,0
Известняк	5,0

Дата добавления: 2014-10-31